Спойлер — это автомобильное аэродинамическое устройство, предполагаемая функция которого состоит в том , чтобы «портить» неблагоприятное движение воздуха по корпусу движущегося транспортного средства, обычно проявляющееся в виде подъемной силы , турбулентности или сопротивления. Спойлеры в передней части автомобиля часто называют воздухозаборниками . Спойлеры часто устанавливаются на гоночные и высокопроизводительные спортивные автомобили , хотя они стали обычным явлением и на легковых автомобилях. Спойлеры устанавливаются на автомобили в первую очередь для стилизации и либо не приносят аэродинамических преимуществ, либо даже ухудшают аэродинамику.
Термин «спойлер» часто ошибочно используют как синоним слова «крыло». Автомобильное крыло — это устройство, предназначенное для создания прижимной силы , когда воздух проходит вокруг него, а не просто нарушает существующие схемы воздушного потока. [1] [2] Таким образом, вместо того, чтобы уменьшать сопротивление, автомобильные крылья фактически увеличивают сопротивление.
Поскольку спойлер — это термин, описывающий приложение, действие спойлера зависит от конкретного эффекта, который он пытается испортить. Общие функции спойлера включают нарушение потока воздуха, проходящего над движущимся автомобилем и вокруг него. Стандартный спойлер рассеивает воздух за счет увеличения турбулентности, обтекающей форму, «портя» ламинарный поток и обеспечивая подушку для ламинарного пограничного слоя. [ нужна цитата ] Однако другие типы воздушного потока могут потребовать, чтобы спойлер работал по-другому и приобретал совершенно другие физические характеристики.
В то время как масса движется с возрастающей скоростью, воздух окружающей среды влияет на ее движение. Спойлеры в гонках комбинируются с другими элементами кузова или шасси гоночных автомобилей для изменения характеристик управляемости, на которые влияет окружающий воздух.
Часто эти устройства проектируются с возможностью гибкой настройки в соответствии с потребностями гонок на определенной трассе или талантами конкретного гонщика с общей целью достижения более быстрого результата.
Целью многих спойлеров, используемых в легковых автомобилях, является снижение лобового сопротивления и повышение топливной экономичности . [3] Легковые автомобили могут быть оснащены передними и задними спойлерами. Передние спойлеры, расположенные под бампером, в основном используются для уменьшения потока воздуха, проходящего под автомобилем, чтобы уменьшить коэффициент лобового сопротивления и подъемную силу.
Спортивные автомобили чаще всего можно увидеть с передними и задними спойлерами. Несмотря на то, что эти автомобили обычно имеют более жесткое шасси и более жесткую подвеску, обеспечивающую маневренность на высоких скоростях, спойлер все равно может оказаться полезным. Это связано с тем, что многие автомобили имеют относительно крутой угол наклона вниз, идущий от заднего края крыши к багажнику или хвосту автомобиля, что может привести к разделению воздушного потока. Поток воздуха становится турбулентным, и создается зона низкого давления, увеличивающая сопротивление и нестабильность (см. Эффект Бернулли ). Можно рассмотреть возможность добавления заднего спойлера, чтобы воздух «увидел» более длинный и пологий уклон от крыши к спойлеру, что помогает задержать отрыв потока, а более высокое давление перед спойлером может помочь уменьшить подъемную силу автомобиля за счет создание прижимной силы . В некоторых случаях это может снизить сопротивление и в целом повысить устойчивость на высокой скорости из-за уменьшения подъемной силы сзади.
Из-за того, что спойлеры ассоциируются с гонками, потребители часто считают их «спортивными». Однако «спойлеры, которые есть на более дорогих моделях, редко обеспечивают дополнительные аэродинамические преимущества». [4]
.jpg/1280px-DTM_2013_Hockenheim_(10461171384).jpg)
Спойлеры обычно изготавливаются из легких материалов на полимерной основе, в том числе:
Активный спойлер динамически подстраивается во время движения автомобиля в зависимости от имеющихся условий, изменяя эффект спойлера, интенсивность или другие характеристики производительности. Чаще всего встречается на спортивных автомобилях и других легковых автомобилях. Наиболее распространенной формой является задний спойлер, который втягивается и частично или полностью скрывается в задней части автомобиля, а затем выдвигается вверх, когда автомобиль превышает определенную скорость, например, активный спойлер в автомобиле. Бугатти Вейрон . На некоторых моделях также были реализованы активные передние спойлеры, в которых передний спойлер или воздушная заслонка выдвигается дальше в сторону дороги внизу, чтобы уменьшить сопротивление на высокой скорости. В большинстве случаев раскрытие спойлера достигается с помощью электродвигателя, автоматически управляемого бортовым компьютером или другой электроникой, обычно в зависимости от скорости автомобиля, настроек водителя или других входных данных. Часто водитель при желании может вручную раскрыть спойлер, но не сможет втянуть спойлер выше определенной скорости, поскольку это может опасно ухудшить управляемость автомобиля на высокой скорости.
Активные спойлеры могут предложить дополнительные преимущества по сравнению с фиксированными спойлерами. С косметической точки зрения они могут обеспечить более чистый или менее загроможденный вид, когда автомобиль припаркован или движется на низкой скорости, когда его, скорее всего, будут наблюдать. Спойлер, который скрывается, может понравиться дизайнерам автомобилей, стремящимся улучшить аэродинамику на высоких скоростях (например, Porsche 911 или Audi TT ), не меняя кардинально его внешний вид. Скрытие спойлера на низких скоростях также может улучшить аэродинамику. На низких скоростях фиксированный спойлер может увеличить сопротивление и мало улучшает управляемость автомобиля из-за небольшого потока воздуха над ним. Выдвижной передний спойлер может уменьшить столкновение автомобиля с бордюрами или другими неровностями дороги, одновременно уменьшая сопротивление на высоких скоростях.
Вентиляторы с электроприводом, такие как в Chaparral 2J , выполняют функцию спойлеров и увеличивают прижимную силу, а следовательно, и тягу и управляемость автомобиля (см. Эффект земли ). Продолжаются исследования по использованию вентиляторов для изменения аэродинамики транспортных средств. [6]
.jpg/1280px-Scania_R580_V8_-_rear_(5816900888).jpg)
Тяжелые грузовики, такие как магистральные тягачи , также могут иметь спойлер сверху и по бокам кабины, чтобы уменьшить сопротивление воздуха, вызванное сопротивлением воздуха со стороны буксируемого прицепа, который может быть выше кабины и значительно снижать аэродинамику автомобиля. без использования этого спойлера. Прицепы, которые они тянут, также могут быть оснащены спойлерами снизу, которые наклонены наружу для отвода воздуха от колес задней оси.
В поездах могут использоваться интерцепторы для увеличения сопротивления (например, пневматический тормоз). Прототип японского высокоскоростного поезда Fastech 360 рассчитан на скорость 400 километров в час (250 миль в час). Его нос специально разработан, чтобы испортить эффект ветра, связанный с проездом через туннели, и он может использовать «уши», которые замедляют поезд в случае чрезвычайной ситуации, увеличивая его сопротивление.
В некоторых современных гоночных автомобилях используется пассивный ситуационный спойлер, называемый люком на крыше . Кузов автомобиля предназначен для создания прижимной силы при движении вперед. Эти створки крыши раскрываются, когда кузов автомобиля поворачивается для движения задним ходом - в этом случае кузов вместо этого создает подъемную силу. Створки крыши раскрываются, поскольку они утоплены в карман на крыше. Низкое давление над этим карманом заставит закрылки раскрыться и противодействовать некоторой подъемной силе, создаваемой автомобилем, что сделает его более устойчивым к отрыву от земли. Эти устройства были представлены в 1994 году на гонках NASCAR после крушения Расти Уоллеса в Талладеге . [7]
Когда в августе 1974 года дебютировал Porsche 911 Turbo с большими расширяющимися задними спойлерами, их сразу же окрестили «китовыми хвостами». [8] [9] [10] Резиновые края спойлеров с китовым хвостом , предназначенные для уменьшения подъемной силы задней части автомобиля и предотвращения избыточной поворачиваемости автомобиля на высоких скоростях, считались «удобными для пешеходов». [12] Модель Turbo с китовым хвостом стала узнаваемой. [13] [14] С 1978 года задний спойлер был переработан и получил название «поднос для чая» из-за его приподнятых сторон. [15] Китовые хвосты Porsche 911 использовались в сочетании со спойлером на подбородке, прикрепленным к передней валентной панели, что, по некоторым данным, не улучшало аэродинамическую устойчивость. [16] Он менее эффективен в увеличении прижимной силы , чем новые технологии, такие как аэродинамический профиль , [17] «заднее крыло, проходящее через основание окна задней двери», [18] или «крыло с электронным управлением, которое разворачивается со скоростью около 50 миль в час» [ 19] (80 км/ч).
Китовый хвост появился в 1973 году вслед за «утиным хвостом» или Bürzel по-немецки (как часть E-программы ), меньшим и менее расширяющимся задним спойлером, установленным на 911 Carrera RS (что означает Rennsport или гоночный спорт по-немецки). ), опционально за пределами Германии. [8] [10] Китовый хвост изначально был разработан для гоночных автомобилей Porsche 930 и Porsche 935 в 1973 году и представлен на Turbo в 1974 году (как часть H-программы ); это также было опцией для Carreras без турбонаддува с 1975 года. [20] [21] Оба типа спойлеров были разработаны, когда доктор Эрнст Фурманн работал техническим директором Porsche AG . [22] В 1976 году был также представлен резиновый спойлер на передней подбородке, чтобы компенсировать более эффективный спойлер. [9] К 1978 году Porsche представила другой дизайн заднего спойлера, «чайный поднос», более квадратный корпус, в котором размещался интеркулер, который также был опцией для 911SC. [8] [23]
Спойлеры Porsche 911 с китовым хвостом стали модным трендом, [24] и этот термин использовался для обозначения больших задних спойлеров на ряде автомобилей, включая Ford Sierra RS , [25] Focus , [26] Шевроле Камаро , [27] и Сааб 900 . [28] Спойлеры с китовым хвостом также появляются в задней части трехколесных велосипедов , [29] грузовиков, [30] лодок, [31] и других транспортных средств.
.jpg/1280px-Porsche_GT3_at_Europort_(9293407781).jpg)
