Антикрыло и задний спойлер – в чем разница, можно ли ставить антикрыло на багажник
Спойлеры: навстречу ветру
15 вопросов о спойлерах.
Что называют спойлером?
В «гражданском» автостроении термин «спойлер» имеет широкое значение – так называют любой элемент внешнего обвеса машины, конструктивно призванный изменять направление и характер воздушных потоков, обтекающих автомобиль.
Куда устанавливаются спойлеры?
Фактически – на любое место кузова. Спойлеры ставят под бамперы, на пороги, крышки капота и багажника, крышу автомобиля, заднюю дверь хетчбека, внедорожника или универсала.
Уже давно появился термин обвес», обозначающий комплект спойлеров, связанных друг с другом эстетически и функционально.
Какие функции выполняют спойлеры?
С точки зрения аэродинамики, задачи автомобильных спойлеров могут быть различны. Спойлер может работать на уменьшение лобового сопротивления. Пример таких спойлеров – наклонные обтекатели, устанавливаемые на кабинах грузовиков, а также обтекатели мотоциклов.
Часто спойлер служит только для изменения направления отдельных воздушных потоков, не оказывая существенного влияния на аэродинамикую. Такую работу выполняют небольшие спойлеры, которые ставят на заднюю дверь хетчбеков, универсалов и внедорожников с целью предотвращения забрызгивания стекла грязью.
Также спойлер может выполнять роль антикрныла – это делают фронтальные спойлеры-«юбки», устанавливаемые под передним бампером (либо монолитно с ним связанные), и бсковые пойлеры – «расширители порогов». Они создают разряжение под днищем, отчего аэродинамическое сопротивление несколько увеличивается, однако при возникает «прижимная сила», позволяющая удерживать автомобиль на дороге при езде на высоких скоростях.
Ну и наконец, не будет забывать про эстетику – элегкантный, установленный «в тему» спойлер, а тем более целый комплект – «обвес» смотрятся очень хорошо и придают индивидуальный шарм автомобилю.
Из чего изготавливаются спойлеры?
Как правило, материалом для спойлеров служат различные виды пластиков. Но также существуют варианты из алюминия и карбона.
Как закрепляются?
Креплания закрепляются спойлеров является специальный клей, которым они приклеиваются к кузову, а также резьбовое соединение через кронштейн. Их применяют как по отдельности, так и одновременно.
Может ли спойлер быть опасен?
Может. Нередки случаи, когда полукустарные, ненадежно закрепленные спойлеры отрывало на скорости и они повреждали «свой» автомобиль, другие машины или наносили травму пешеходам..
Такие «кооперативные» спойлеры непредсказуемо ведут себя и при крупных авариях –куски изделия, часто имеющие рваные острые края могут разлетаться в самых неожиданных направлениях.
Спойлер должен быть предназначен только для конкретной модели или может быть универсальным?
Существуют оба вида спойлеров. К «универсальным» относятся, например, «крыло» на крышку багажника, предназначаемое для установки на ряд моделей. Однако, функциональность таких спойлеров, в большинстве своем ограничивается лишь эстетичностью. Для того, чтобы спойлер или комплект-«обвес» работали аэродинамически, они должны быть разработаны только под конкретную форму кузова – т.е. модель автомобиля. Исключение тут составляет разве что «обтекатель» на крышу грузовика.
Не возникает ли проблем при мойке?
При ручной мойке не должнобыть никаких проблем. Но при автоматической возможны казусы – различные слишком высоко стоящие на кронштейнах «крылья», могут быть загнуты или отломаны.
Не повреждает ли установка спойлера кузов и краску?
Как уже говорилось, спойлеры закрепляются на клей и/или саморезы. Соответсвенно, часть краски с кузова придется удалять, придется делать дополнительные отверстия.
Спойлер можно установить на любой автомобиль?
Теоретически – да. Впрочем, и практически тоже – сегодня наверное, уже не осталось машин, для которых тюнингисты не придумали обвеса.
Можно ли ставить спойлеры на машину, находящуюся на гарантии у дилера?
Можно, но только после согласования со спейциаличстами дилерского сервиса. Иначе возникнут трудности с гарантией. Впрочем, что касается различных обвесов, дилеры палки в колеса, как правило, не ставят. Единственног, дилер может настаивать на установке именно «своего» обвеса – по своим, разумеется, расценкам.
Что повлечет за собой снятие штатного спойлера?
Возможно, ничего не повлечет, если спойлер установлен «для красоты». Если же он разрабатывался специально чтоб не закидывало грязбю заднее стекло, то соответсвенно, получим обратный результат. Кроме того, обнажатся пустые крепежные отверстия.
Существуют ли легкосъемные или складные спойлеры?
Современные обтекатели для грузовиков могут складываться и подниматься. Также сужествуют съемные «юбки» под бампер, которые демонтирую на зиму, а летом ставят опять. Правда «легкосъемными» их назвать сложно – снятие-установка их достаточно трудоемки и делаются в мастерской.
Может ли спойлер ухудшать аэродинамику?
Может, и это делает спойлер-антикрыло. Но делает с пользой, увеличивая прижимную силу. Быть не во благо, а во вред могут различные полукустарные спойлеры, поставленные «для красоты», которые непредсказуемо изменяют воздушные потоки, от чего аэродинамика автомобиля только ухудшается.
Как обстоит дело со страхованием спойлеров и получением возмещения в случае их повреждения?
По ОСАГО получить за разбитый нештатный спойлер ничего нельзя – заплатят или отремонтируют только заводские детали. Поэтому, чтобы уберечь хороший обвес, его нужно страховать по КАСКО. Главное, нужно сохранить чеки или иные документы, в которых указывается стоимость самого обвеса и работ по его установке. Тогда компания просто переоценит автомобиль и застрахует его исходя из новой стоимости с учетом всех поставленных спойлеров.
Но если машина в обвесе была куплена «с рук» и документов на работы не сохранилось – тогда возникнуть трудности. Как оценить, сколько может стоить обвес? Взгляды компании и клиента тут часто расходятся. Клиент не хочет страховать «за копейки» эксклюзивный обвес, а компания опасается заплатить втридорога за крашеный пластик.
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.
p, blockquote 1,0,0,0,0 –>
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.
p, blockquote 2,0,0,0,0 –> 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.
p, blockquote 3,0,0,0,0 –>
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).
p, blockquote 4,0,0,0,0 –>
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.
p, blockquote 5,0,0,0,0 –>
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.
p, blockquote 6,0,1,0,0 –>
p, blockquote 7,0,0,0,0 –>
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.
p, blockquote 8,0,0,0,0 –>
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.
p, blockquote 9,0,0,0,0 –>
Антикрыло – это, как раз, то устройство, которое помогает прижимать машину к дороге на высоких скоростях.
p, blockquote 10,0,0,0,0 –>
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.
p, blockquote 11,0,0,0,0 –>
Примеры применения антикрыла производителями мощных автомобилей
p, blockquote 12,0,0,0,0 –>
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.
p, blockquote 13,1,0,0,0 –>
p, blockquote 14,0,0,0,0 –>
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.
p, blockquote 15,0,0,0,0 –>
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.
p, blockquote 16,0,0,0,0 –>
p, blockquote 17,0,0,0,0 –>
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.
p, blockquote 18,0,0,0,0 –>
Вертикальные плоские элементы по бокам антикрыла предотвращает «растекание» воздуха по бокам и, в некоторых случаях, могут увеличить эффективность антикрыла на 30%.
p, blockquote 19,0,0,0,0 –>
p, blockquote 20,0,0,1,0 –>
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.
p, blockquote 21,0,0,0,0 –>
Важно, чтобы антикрыло было установлено под правильным углом.
p, blockquote 22,0,0,0,0 –>
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.
p, blockquote 23,0,0,0,0 –>
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.
p, blockquote 24,0,0,0,0 –>
p, blockquote 25,0,0,0,0 –>
p, blockquote 26,0,0,0,0 –> p, blockquote 27,0,0,0,1 –>
Спойлер, антикрыло и дефлектор – к чему все это?
До сих пор многие автовладельцы, устанавливая на свои автомобили различные декоративные элементы, не думают о том, что любое такое внедрение может быть опасным и для автомобиля, и для водителя.
К сожалению, статистика ДТП пока не выделяет отдельной строкой случаи аварий, произошедших по причине неправильных антикрыльев и других подобных изделий. Но, если спросить у любого автогонщика, он скажет, что все эти навороты должны быть как минимум безопасны, а лучше всего функциональны, т. е. нести на себе аэродинамическую функцию.
Необходимо сразу отметить, что для человека, предпочитающего спокойный, размеренный стиль вождения, передвигающегося со скоростями в рамках ПДД, все эти элементы, в принципе, не нужны. Достаточно заложенных производителем аэродинамических характеристик. Но тем, кто трогается с 60 км/ч, а ездит, по обыкновению, далеко за сотню, такие детали крайне необходимы.
Однако я полагаю, что всем водителям будет небезынтересно узнать, что это за штука и зачем она нужна. И так как мы люди серьезные, то и начнем с самого важного и ответственного элемента внешнего тюнинга – антикрыла.
Сам этот элемент впервые появился в Америке на автомобиле Chevrolet Chaparral 2E 1966 г. Это было огромное антикрыло, опиравшееся на высокие стойки. Но еще в 1965 г. на модели Chaparral 2/2C задний спойлер очень напоминал антикрыло и даже имел специальное управление по изменению угла атаки. А некоторые прообразы этого аэродинамического элемента были опробованы еще до Второй мировой войны.
В принципе антикрыло можно смело назвать вариацией на тему уже давно применяемого заднего спойлера. Только в 1968 г. Ferrari впервые вывела на трассу Формулы 1 машину с таким полезным новшеством. Но, так как первые антикрылья могли по ходу гонки менять свое положение и угол атаки, а технологии были еще не столь совершенны, они быстро разбалтывались и часто ломались.
Многочисленные аварии, связанные с ними, подвигли FIA к запрету подобных конструкций. Но в то же время стали появляться более надежные антикрылья, жестко закрепленные на раме или несущем кузове. Так со временем, пройдя определенную эволюцию, антикрылья и приняли известный всем нам вид. Если оценить все влияние на аэродинамику автомобиля со стороны различных элементов в 100%, то на долю антикрыла придется более 40%. Этот элемент должен в обязательном порядке продуваться в аэродинамической трубе. Но если посмотреть на то, чем сейчас завалены рынки, любому человеку, знающему, как и почему летает самолет, станет ясно, что подавляющее большинство всех антикрыльев на самом деле таковыми не являются. Существует ведь закон Бернулли, где прямо говорится, что при увеличении скорости воздуха его давление снижается, и наоборот.
Именно поэтому крыло самолета выполнено таким образом, что площадь верхнего периметра крыла больше, чем нижнего, поэтому воздух вынужден огибать его сверху быстрее, чем снизу . Тем самым создается разница давлений (сверху крыла маленькое, а снизу большое), и это давление толкает крыло и самолет вверх. А что такое антикрыло? Это крыло с приставкой анти. То есть для того, чтобы получить правильную его конфигурацию, нужно взять крыло самолета и перевернуть его. Могут быть и иные вариации, но, зная это, можно ли поверить, что простая доска с закругленными краями сможет эффективно работать? А зачастую на рынках и в магазинах можно встретить чуть ли не трехэтажные антикрылья. В крайности вдаваться нельзя.
Если антикрыло будет небольшое и находиться близко к кузову, оно будет либо вообще нефункциональным, либо в лучшем случае действовать как спойлер. Хороший пример ВАЗ-2110. Последнее время автомобиль продается с антикрылом на багажнике. Это именно тот случай, когда оно слишком маленькое. Правильно спроектированное антикрыло, для конкретного автомобиля, установленное в нужном месте, повернутое под верным углом, может не только увеличивать заднюю прижимную силу, но и перед подгружать. А что, если все это не соблюсти?
Вообще, идеальный баланс нагрузки по осям 50/50. Одним лишь антикрылом такую характеристику не получишь. Необходим передний бампер со спойлером. Этот элемент практически так же важен, как и антикрыло, – до 40% ответственности. Кроме того, что спереди находится много лишних, с точки зрения аэродинамики, деталей – балки, буксировочные крюки и т.п., и их надо закрывать, главная задача переднего спойлера – не давать уходить воздуху вниз, под днище автомобиля.
В принципе, чем ниже и дальше вперед вытянуть нижнюю кромку переднего бампера, тем лучше для аэродинамики. Этот элемент вообще очень важен для снижения общего коэффициента сопротивления воздуха. Передний бампер и спойлер также желательно проверять в аэродинамической трубе. Почему так важно не допустить воздух под днище автомобиля? Когда воздушный поток попадает под днище, он, завихряясь, сталкивается о детали ходовой части, а после прохождения под автомобилем заполняет разреженное пространство позади него. Этот эффект очень ярко проявляется осенью, когда проезжающие автомобили поднимают опавшую листву.
Скоростные автомобили с низким клиренсом могут таким образом «открывать» канализационные люки. Но такое поведение воздуха под днищем отнимает много энергии автомобиля и значительно повышает аэродинамическое сопротивление. Кроме того, накапливаясь под днищем, в моторном отсеке и колесных арках, воздух приобретает избыточное давление, что способствует уменьшению прижимной силы. Чем это грозит, объяснять нет необходимости.
Многие фирмы идут на различные ухищрения. Вплоть до установки под днищем специальных профилированных панелей. Но проще и дешевле все же установить правильный передний спойлер. Будучи установленным под передним бампером, он направляет поток воздуха наверх, в стороны, в вентиляционные отверстия радиатора и тормозных механизмов. И если добиться того, что под днищем будет создаваться разрежение, автомобиль начнет сам «прилипать» к дороге. Этот эффект еще называют ground-effect (эффект земли). Но данный эффект очень коварен. Если устойчивость автомобиля будет зависеть лишь от него, то при малейшем отрыве автомобиля от дороги мгновенно теряется управляемость.
Правда это касается в основном скоростных, гоночных автомобилей. Еще одна задача переднего спойлера – увеличить прижимную силу на передней оси. Это особенно важно, этот факт оказывает непосредственное влияние на управляемость автомобиля на высоких скоростях, а значит, на безопасность. Очень часто юбка переднего бампера используется для установки противотуманных фонарей или более мощных, галогенных и иных, ламп. В принципе, они не оказывают сильного влияния на воздушное сопротивление, но желательно не устанавливать их близко к боковинам. Чем ближе к центру они будут находиться, тем лучше это будет для аэродинамики.
Существует и задний спойлер. Эта деталь оказывает аналогичное воздействие на заднюю ось автомобиля, но устанавливается или на крышке багажника, или на задней кромке крыши. Для некоторых автомобилей правильно спроектированный задний спойлер может полностью заменить антикрыло. Кроме создания дополнительной прижимной силы, этот элемент используется для лучшей организации воздушного потока, срывающегося с крыши автомобиля. Иногда таким образом удается также добиться снижения загрязняемости заднего стекла, но обычно для этих целей используются различные дефлекторы, направляющие поток на необходимый участок кузова.
Выше уже было сказано про колесные ниши. Так вот, сами ниши, арки их обрамляющие, колеса и диски вместе имеют важность в плане аэродинамики по нашей шкале до 20%. Здесь влияние оказывает все: от ширины колес до дизайна диска, от величины колесной ниши до размеров арок. Боковины автомобиля принимают на себя лишь около 10% ответственности. В принципе, их лучше вообще не трогать или постараться не вносить слишком больших изменений в общий контур боковин. Такие элементы обвески, как накладки на боковые стекла, ручки дверей и на сами двери, особого влияния на аэродинамическое сопротивление не оказывают, но зачастую и не оправдывают своего назначения.
Самый «безответственный» в плане влияния на аэродинамику элемент автомобиля это задний бампер. Здесь можно изгаляться как угодно. Единственное, чем он может повлиять, так это боковыми частями. Есть еще один интересный элемент – накладки на капот. Причем, если говорить о просто декоративных, то они скорее ухудшают сопротивление, чем наоборот. Я хочу упомянуть о функциональных накладках, когда капот режется.
Если разработчик этого элемента знает, в каком участке капота создается зона пониженного давления, то тогда, прорезав отверстия в данном месте и установив специальную накладку, можно снизить на несколько процентов термонагруженность, увеличить интенсивность воздушного потока через радиатор, улучшить обдув двигателя и даже снизить подъемную силу. Но найти такое место можно только с помощью специальных исследований. Отдельно надо сказать о «мухобойках» и дефлекторах. О первых вообще говорить нечего. Своих функций они не выполняют, а капот могут испортить не только эстетически, но и реально. По утверждению многих специалистов, это абсолютно бестолковый элемент.
Более сложная картина с дефлекторами. В принципе, установив такую штуку за задней кромкой крыши и организовав обдув заднего стекла, можно снизить его загрязняемость. Но ценой тому будет значительное увеличение подъемной силы на задней оси. О внедорожных прибамбасах лучше скажут цифры (на примере автомобиля «Нива»). Люстра прожекторов на крыше – +1 л расхода топлива на 100 км, кенгурятники и задняя запаска – еще +1 л. Будет ли развиваться рынок аэродинамического навесного тюнинга? Несомненно. Появится множество экстремальных комплектов, ведь именно броской внешности зачастую ищут автовладельцы. Однако работа по функциональности элементов постепенно выйдет на первый план. В конце концов, не могут добросовестные фирмы торговать изделиями, которые не имеют полноценных потребительских качеств.
Будут проводиться работы по улучшению качества и увеличению тиражности продукции. Фирмы наконец начнут осваивать новые технологии и материалы. Появятся изделия из карбона и углепластика. Изделия начнут усложняться. Отдельно хочется помечтать об эволюции антикрыла. Вероятно, этот элемент в будущем приобретет собственную систему управления (гидравлика или электромотор в сечении крыла), подключенную к бортовому компьютеру. Появится возможность регулировать угол атаки крыла в зависимости от скорости автомобиля, его маневров и погодных условий. А возможно, появится антикрыло, работающее не только против прямых воздушных потоков, но и против боковых ветров. Кто знает?
Возможно, скоро тюнинг автомобилей и у нас перейдет грань навесного, и станет массовым явлением более глубокое проникновение в кузов автомобиля: меняться крылья и боковины, резаться капот и багажник, внедряться новая оптика и т. д. Главное – чтобы тюнинговые компании, производящие подобные комплекты и работы, понимали, что их главная задача – не продать товар любой ценой, а проявить заботу о клиенте и предложить ему именно то, что будет для него и полезно, и безопасно. Иначе еще долго у нас понятие «тюнинговый обвес» будет иметь совсем нелицеприятные ассоциации.
Аэродинамика антикрыла и спойлера
К удивлению многих автолюбителей и почитателей тюнинга, антикрыло и спойлер – разные по своему назначению устройства. Проведем небольшой экскурс в мир аэродинамики автомобиля, чтобы понять роль спойлера и заднего антикрыла.
Из теории аэродинамики
Антикрыло, что явствует уже из названия, является противоположностью крыла. Главный принцип работы крыла – создание подъемной силы. Разница давлений между нижней и верхней плоскостью профилированного тела была описана Бернулли. Именно профилированная форма крыла, при которой верхняя плоскость имеет большую площадь, используется в авиации для создания подъемной силы. В случае с антикрылом имеет место тот же физический процесс, но только крыло перевернуто. Таким образом, плоскость, на которой устанавливается приспособление, получает дополнительную прижимную силу. В этом и заключается основное предназначение аниткрыльев.
Как работает антикрыло на автомобиле
Площадь нижней части антикрыла больше площади верхней плоскости, поэтому воздух над антикрылом проходит быстрее. В нижней части создается область низкого давления, а в верхней – зона высока давления. Увеличению эффекта способствует расположение эпод отрицательным углом атаки. Между нижней частью и плоскостью, на которой установлено антикрыло, должно быть расстояние для прохождения воздушных потоков. Именно таким образом установка заднего и переднего антикрыльев придает автомобилю дополнительное давление на площадь контакта колеса с дорогой. Иными словами, увеличивается прижимная сила.
Немного о спойлере
Но для чего тогда спойлер? Этот термин в автомобильный мир также попал из авиации. В крыле самолета используются специальные многофункциональные интерцепторы, именуемые спойлерами. Их главное предназначение – противодействие подъемной силе. Что касается автомобильного спойлера, то это устройство для перенаправления воздушных потоков с целью уменьшения аэродинамического сопротивления. Дополнительной, но не менее важной, функцией заднего спойлера является отвод грязевых потоков. Во время движения на большой скорости позади автомобиля образовывается турбулентность, что приводит к засасыванию грязевых потоков, проходящих под днищем. Поэтому в конструкцию заднего спойлера заложена функция уменьшения турбулентности.
В автоспорте, как ни странно, спойлеры применяются для создания разряжения за автомобилем. Завихрения создают зону низкого давления у заднего бампера, что способствует увеличению прижимного усилия. Увеличивается скорость прохождения воздушных потоков под днищем автомобиля. В таком случае спойлер помогает всему кузову автомобиля выступать в роли антикрыла (нужно вспомнить закон Бернулли).
Основные характеристики
Подводя небольшие итоги, можно провести общее сравнение. Антикрыло:
- создает прижимное усилие;
- повышает коэффициент лобового сопротивления.
- перераспределение воздушных потоков. В зависимости от конструкции, уменьшение либо увеличение турбулентности (главное предназначение заднего спойлера), что способствует (но не создает) увеличению прижимного усилия.;
- призван уменьшить лобовое сопротивление;
- устанавливаемый на авто с заднемоторной компоновкой, способствует охлаждению двигателя.
На гражданские автомобили монтируются только спойлеры, так как использование антикрыла ведет к возрастанию расхода топлива и, как следствие, количеству вредных веществ от выхлопных газов. Именно поэтому конструкторские бюро работают над уменьшением значения Сх (коэффициент воздушного сопротивления).
Чудеса аэродинамики
Заядлые автолюбители могут вспомнить классический аэродинамический элемент, используемый Porsche. Так называемый ducktail (утиный хвост), который получают многие заднемоторные спорткары. Название заднего антикрыла ducktail получить не может, так как не имеет расстояния между кузовом и нижней кромкой аэродинамического элемента. Но и спойлером задумка Порше быть не может, так как располагается задолго до места срыва воздушных потоков. А этот аспект – один из главных, если мы говорим об определении заднего спойлера.
Благодаря большому углу атаки ducktail значительно увеличивает прижимающую силу задней оси. А ведь именно эту роль выполняет антикрыло. Также за аэродинамическим элементом создается разряжение, что заставляет воздушные потоки скользить по кормовой части автомобиля, попутно захватывая горячий воздух с моторного отсека. Таким образом, инженеры решили две немаловажные задачи.
Многие современные спортивные автомобили имеют управляемое антикрыло. Оно не только может изменять угол атаки, но и вовсе быть единым целым с кузовом до определенного момента. Антикрыло автоматически выезжает при достижении определенной скорости, изменяет угол наклона в зависимости от тормозного усилия и интенсивности маневрирования.
Аэродинамика передней части
Несмотря на то что при упоминании спойлера у большинства людей возникает представление заднего аэродинамического аксессуара, к разряду распределителей воздушных потоков может быть отнесена даже «губа» переднего бампера. Такой передний спойлер отводит часть воздуха около дорожного полотна, направляя его обиход кузова автомобиля. «Юбка» позволяет уменьшить завихрения, которые неминуемо возникают при огибании деталей подвески, трансмиссии, выхлопной системы. Конструкторы современных авто пытаются сделать днище обтекаемым, пряча элементы под аэродинамическими кожухами.
В автоспорте применяются не только классические «юбки», но и более развитые спойлеры переднего бампера. Так называемые сплитеры, предназначение которых – отсекать наплывающий воздушный поток, пропуская его через внутренние каналы воздуховодов. Забираемый воздух может быть использован для охлаждения двигателя, тормозов либо для диффузора в заднем бампере.
Спортивные бампера также могут иметь развитые антикрылья. Речь идет не только о болидах с открытыми колесами, но и кузовных сериях. Наиболее ярко такой вид тюнинга представлен в горных гонках (одиночные подъемы, спуски с холмов), а также гонках на время (Time Attack). Аэродинамический элемент представляет собой изогнутую пластину (чаще всего из стеклопластика), которая устанавливается на бампер под определенным углом. Главная цель элемента – увеличение прижимной силы на передней оси, отвод воздушных потоков от передних колес, вращение которых приводит к появлению паразитного сопротивления.
В гонках на время возросшее сопротивление набегающему воздуху компенсируется увеличением мощности. Главная цель – улучшить управляемость автомобиля, устойчивость и эффективность торможения.
Симпатичны, опасны, бесполезны.
СИМПАТИЧНЫ, ОПАСНЫ, БЕСПОЛЕЗНЫ.
Ветерком по наворотам
СИМПАТИЧНЫ, ОПАСНЫ, БЕСПОЛЕЗНЫ.
Определяем в аэродинамической трубе плюсы и минусы спойлеров, дефлекторов, накладок и других модных изделий такого рода.
Чего только не увидишь сегодня на машине автомобильного модника! Лишь бы смотрелась «круто»! Такой энтузиаст не жалеет сил и средств, покупая навесные детали, назначение которых зашифровано в наукоемких названиях.
Мы решили выяснить, как подобная «бижутерия» влияет (или не влияет) на эксплуатационные показатели машины. На рынке выбрали то, что, по словам продавцов, пользуется повышенным спросом.
Уточним, что в нашу задачу входила лишь принципиальная оценка таких изделий. Отвечают ли они назначению, заявленному изготовителем? Например, защищает ли «мухоотбойник» от насекомых ветровое стекло. Как влияет установка таких аксессуаров на аэродинамику автомобиля, обзорность, шумы в машине, вентиляцию салона.
Работу разделили на два этапа. На первом наши эксперты оценивали каждый навесной элемент и их сочетания в условиях реального движения. На втором исследовали аэродинамику автомобилей VAZ 2109 и VAZ 2110 при различных вариантах «обвески» в аэродинамической трубе Дирекции технического развития (бывшем НТЦ) ВАЗа.
Оба автомобиля укомплектовали шинами 175/70R13, двумя наружными зеркалами, штатными фартуками задних колес. Кстати, для любознательных: даже эти мелочи заметно отражаются на аэродинамике машины. Например, стандартные наружные зеркала способны увеличить «фактор обтекаемости» — произведение коэффициента аэродинамического сопротивления CX на площадь F поперечного сечения машины (табл. 1) — на 0,011 м2.
Специалисты объяснили нам назначение каждого аэродинамического элемента. Так, дефлектор направляет воздушный поток в ту или иную зону, — например, позади пятой двери на VAZ 2109, снижая ее загрязнение из-за «подсоса» сюда пыли, дыма из выхлопной трубы и т. д.
Спойлер уменьшает завихрения при отрыве воздушной струи от кузова — и этим снижает аэродинамическое сопротивление.
Крыло (антикрыло) создает подъемную (прижимающую) силу под действием набегающего воздушного потока.
Итак, перед нами результаты продувки. Некоторые — скажем сразу — просто неожиданны. Например, «мухобойка» заметно — на 2,7–2,8% — увеличивает коэффициент аэродинамического сопротивления автомобиля, а защищает от «бомбардировки» камешками только ту узкую зону капота, которую закрывает. Дефлектор же, который владельцы машин «восьмого» семейства устанавливают на «затылок», хорошо справляется со своей ролью «чистильщика» заднего стекла, практически не влияя на коэффициент сопротивления. Но. заметно ухудшает картину вертикальных сил, действующих на оси автомобиля. Это помнить особенно важно излишне темпераментным водителям на скользкой дороге, а также тем, кто, «экономя», оснащает шипованными шинами только ведущую ось, оставляя на другой что придется.
Недавно подобная проблема возникла даже у серьезной фирмы. Оказалось, что ” Ауди ТТ” в комплектации без заднего спойлера на скорости свыше 200 км/ч почти полностью теряет сцепление задних колес с дорогой. Это — результат серьезного “прокола” в аэродинамике.
Производителей «обвеса», как правило, мало интересуют подобные «мелочи»! А уж о согласовании своих «произведений» с заводом — изготовителем автомобилей, для которых эти украшения предусматриваются, и речи не идет. Между тем, из представленных в нашем тесте «украшений» лишь накладки на ручки и кромки дверей не влияют на безопасность, за которую несет ответственность каждый завод-производитель авто.
Элементы навески, из тех что названы здесь (равно как и другие), могут оказаться полезными или вредными с позиций аэродинамики, и не только ее. При этом некоторые отрицательные эффекты — например, радикальное изменение распределения подъемных сил по осям «Самары» с дефлектором — предсказать умозрительно, без исследований в аэродинамической трубе, практически невозможно. Обязательно это учтите, покупая такие аксессуары.
А теперь перейдем к самому главному — результатам продувки навесных элементов в аэродинамической трубе (указаны цены в Москве).
НАКЛАДКА НА КАПОТ, в народе именуемая «МУХОБОЙКОЙ».
Предположительное назначение — защита ветрового стекла от насекомых.
Производитель — Aileron Tuning, Санкт-Петербург
Цена для «десятого» семейства — 600 руб.
Цена для «самар» — 500 руб.
Результаты испытаний в аэродинамической трубе
VAZ 2110 — увеличение коэффициента аэродинамического сопротивления на 0,009 (2,7%). Увеличение аэродинамической подъемной силы на передней оси на 19,7%, на задней оси — на 10,2%.
VAZ 2109 — увеличение коэффициента аэродинамического сопротивления на 0,013 (2,8%). Увеличение аэродинамической подъемной силы на передней оси на 23%.
Результаты экспертной оценки
На машинах с накладками комары и мошки продолжают биться о стекло и размазываться по нему так же, как и без накладок, что вполне объяснимо. Наивные люди, полагающие, что «мухобойка» способна коренным образом изменить характер обтекания машины, подняв поток поверх крыши, — неисчерпаемый контингент для торговцев этими изделиями. Спрос рождает предложение! Но муха, между тем, сделана не из воздуха — и посему летит в соответствии с иными законами. Это справедливо и для гораздо более плотных песчинок, камешков и. просто камней. Реально «мухобойка» защищает от бомбардировки только ту узкую зону, которую прикрывает. Поэтому, если развивать идею, то «мухобойку» нужно сделать размерами с бульдозерный нож — и тогда будет защищен весь автомобиль. Но зачем в таком случае платить немалые суммы за дизайн машины!
Крепится накладка опять-таки не к воздуху. В узкую щель между ней и капотом вместе с возникающим вихрем хорошо засасывается песок, удалить который, не сняв накладку, сложно. А так как в движении и капот, и накладка вибрируют, то песчинки оставляют на лакокрасочном покрытии все более глубокие царапины. У некоторых автомобилей под «мухобойками» краска протиралась до металла.
Минусы — некоторое увеличение расхода топлива и аэродинамической подъемной силы; натиры на передней кромке капота под накладкой при длительной ее эксплуатации.
На снимках хорошо видно, что основной воздушный поток, атакующий ветровое стекло, «мухобойка» почти не изменяет.
Диагноз: «Мухобойки» не просто бесполезны — в какой-то мере даже вредны.
НАКЛАДКИ НА БОКОВЫЕ СТЕКЛА.
Предположительное назначение — уменьшает поддувание воздуха и попадание дождя в салон при открытых стеклах.
Цена — 100–200 руб.
Результаты испытаний в аэродинамической трубе
На коэффициент аэродинамического сопротивления практически не влияют.
Результаты экспертной оценки
Значительно ухудшилась обзорность из-за «расширения» рамы ветрового стекла. Через накладки 2110 увидеть что-либо трудно — очень темные. Накладки 2109 и вовсе не прозрачные. (Кстати, на грязной дороге и прозрачные станут непрозрачными — не стоит этого забывать.)
Вместе с тем уменьшились сквозняки в салоне, особенно при частично открытом окне, в салон меньше проникает каплей дождя, хорошо вытягивается сигаретный дым.
Плюсы — ослабление сквозняков в салоне, защита его от дождя.
Минусы — ухудшение обзорности.
Резюме: Меняем «шило на мыло». Накладки улучшают воздухообмен в салоне, ослабляют сквозняки, но достигается это ухудшением обзорности.
Стойка ветрового стекла (VAZ 2109) с накладкой кажется вдвое шире.
СПОЙЛЕР НА КРЫШКУ БАГАЖНИКА VAZ 2110.
Предположительное назначение — «для красоты».
Производитель — Aileron tuning, Санкт-Петербург.
Результаты испытаний в аэродинамической трубе
VAZ 2110 — снижение коэффициента аэродинамического сопротивления на 0,005 (1,5%) и аэродинамической подъемной силы на передней оси на 7%, на задней — на 41,5%.
Результаты экспертной оценки
При обычной эксплуатации изменений в поведении автомобиля не отмечено. Дополнительный стоп-сигнал на спойлере признан полезным.
Плюсы — улучшение аэродинамических характеристик автомобиля.
Минусы — не отмечены.
Резюме: Симпатично. Полезно с точки зрения аэродинамики.
Так работает спойлер «десятки» в аэродинамической трубе.
СПОЙЛЕР НА ДВЕРЬ ЗАДКА «САМАРЫ».
Предположительное назначение — «для красоты».
Производитель — Aileron tuning, Санкт-Петербург.
Результаты испытаний в аэродинамической трубе
VAZ 2109 — снижение коэффициента аэродинамического сопротивления на 0,007 (1,5%) и аэродинамической силы, прижимающей к дороге заднюю ось, на 14,6%. На переднюю практически не влияет.
Результаты экспертной оценки
Изменений в поведении автомобиля не отмечено. Несколько меньше загрязняется стекло двери задка — спойлер частично отсекает от двери возмущенный поток воздуха, поднимающий грязь, пыль или снег с дорожного полотна.
Дополнительный стоп-сигнал полезен.
Плюсы — снижение загрязнения заднего стекла; улучшение обтекаемости автомобиля. Минусы — не отмечены.
Резюме: Симпатично. Полезно с точки зрения аэродинамики.
НАКЛАДКИ НА РУЧКИ ДВЕРЕЙ
Предположительное назначение — «чтоб красиво»!
Результаты испытаний в аэродинамической трубе
На коэффициент аэродинамического сопротивления практически не влияют.
Результаты экспертной оценки
Ручками дверей стало труднее пользоваться — сложнее найти «курок». Дизайн же — дело вкуса.
Резюме: Сущая безделица.
ДЕФЛЕКТОР НА «ЗАТЫЛОК» «САМАРЫ».
Предположительное назначение — уменьшение загрязнения заднего стекла.
Результаты испытаний в аэродинамической трубе
На коэффициент аэродинамического сопротивления практически не влияет.
Аэродинамическая подъемная сила при скорости 144 км/ч увеличивается на передней оси с 21,4 до 36,5 кгс, а на задней меняется с прижимающей (-15,5 кгс) на подъемную (35,3 кгс).
Результаты экспертной оценки
Заднее стекло в дождливую погоду загрязняется мало. Эффективность работы дефлектора зависит от правильности его установки.
Отмечаются колебания дефлектора, возникающие на определенных скоростях. Специалисты объясняют это его недостаточной жесткостью в сочетании со значительной массой — дефлектор из стального листа.
Плюсы — предотвращает загрязнение заднего стекла.
Минусы — значительно увеличивает аэродинамические подъемные силы.
Резюме: Полезен для сохранения чистоты заднего стекла.
Опасен на высоких скоростях. Наиболее нежелателен зимой, на скользких дорогах, особенно если на задней оси установлены нешипованные шины.
Целесообразна установка дефлектора в паре со спойлером — он позволяет значительно компенсировать вызванную дефлектором подъемную силу на задней оси.
Дефлектор направляет воздух вдоль стекла, уменьшая разрежение за ним.
СПОЙЛЕР РЫЧАГОВ СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЯ (оценивается на автомобиле «САМАРА»).
Предположительное назначение — повышение эффективности очистки стекла на высоких скоростях благодаря дополнительному аэродинамическому прижиму к стеклу.
Результаты испытаний в аэродинамической трубе
На коэффициент аэродинамического сопротивления практически не влияет.
Результаты экспертной оценки
Повышения эффективности очистки стекла не отмечено.
Резюме: Выброшенные деньги.
ЗАЩИТНЫЕ НАКЛАДКИ НА ДВЕРИ. Оценивались на автомобиле «САМАРА».
Предположительное назначение — защита лакокрасочного покрытия дверей, когда они, открываясь, соприкасаются с «соседями» на стоянках и со стенками в гараже.
Результаты испытаний в аэродинамической трубе
На коэффициент аэродинамического сопротивления практически не влияют.
Результаты экспертной оценки
Накладки действительно оберегают от повреждений кромки дверей автомобиля при соприкосновении со стенкой гаража или боковиной близко стоящей машины.
Плюсы — назначение оправдывают.
Резюме: Накладки полезны тем, кто пользуется тесными стоянками и узкими гаражами. С точки зрения аэродинамики практически безвредны.