Перетянуть панель автомобиля: Как и чем обтянуть торпеду автомобиля (кожей, винилом или алькантарой) своими руками, инструкции по перетяжке с фото и видео

Созданный легендой дрэг-рейсинга Арни «Фермер» Бесвиком, этот GTO сам по себе выглядел бы совершенно отвратительно.Подчеркивая простые и агрессивные линии тела, центральная полоса с переходом от оранжевого к желтому просто великолепна, как и спонсоры, отображенные шрифтом, который правильно отражает радикальную крутость 1960-х годов. Что еще круче, Арни Бесвик имел долгую и успешную карьеру в гонках на Понтиаках и до сих пор посещает соревнования, даже когда ему за 80.

14 1970 Плимут Дастер

Колесница легенды гонок Pro-Stock Дона Карлтона, этот Дастер был частью серии «Ракет», в которой он участвовал. Эта серия автомобилей была построена и спонсирована самим Chrysler, однако, к сожалению, их поддержка иссякла в 1973 году, в результате чего Дон Карлтон стал тест-пилотом гоночных автомобилей Chrysler вплоть до своей безвременной и трагической смерти в 1977 году за рулем автомобиля. Dodge Colt NHRA Измененный дрэг-рейсер.

13 1970 Шевроле Камаро

Ракета, принадлежащая легенде Chevy Биллу Хильшеру, «Mr.Бардаль Камарос, на котором он участвовал, имел одни из самых крутых и радикальных ливрей, которые когда-либо видел четверть мили. Этот Camaro выглядит круто с его желтыми и черными участками, но еще более острым была лояльность Билла Хильшера. Даже с учетом того, что популярность AHRA уступила NHRA, он остался верен, стал неотъемлемой частью серии и доминировал в соревнованиях.

СВЯЗАННЫЙ: Редкий Drag-Prepped Chevy COPO Camaro выставлен на продажу

12 1971 Плимут Барракуда

Имя на двери говорит само за себя, это один сумасшедший Cuda, внутри и снаружи.Построенный и управляемый мастером Mopar Ли Смитом и его командой, покраска здесь просто потрясающая, а автомобиль представлял собой адскую угрозу на полосе. Еще более удивительным было то, что Crazee Cuda имел более практичного и столь же быстрого собрата — универсал Plymouth Belvedere с такой же ливреей, названный «Whackee Wagon».

11 1970 Плимут Road Runner Superbird

Хотя Plymouth Road Runner Superbird и его брат Dodge Charger Daytona были спроектированы и созданы так, чтобы они чувствовали себя как дома на овальной трассе, это не значит, что они не могут устоять на драг-полосе.Этот Superbird был построен для команды Sox & Martin по дрэг-рейсингу легендой Mopar Джейком Кингом, упакован массивным 7,2-литровым двигателем V8 и простой, но потрясающей красно-бело-синей схемой окраски, что возвращает Superbird в Superbird.

10 1968 Додж Д-100

В то время как маслкары были в моде на четверть мили, нельзя сказать, что некоторые уникальные крутые автомобили не проехали четверть мили.Один из таких автомобилей, этот грузовик Dodge D-100, был переделан Чаком Пулом в настоящего монстра с двумя двигателями Hemi V8 в задней части, производящими 800 л.с. каждый, этот грузовик выскакивал и удерживал заднюю часть на протяжении всей четверти мили. ударить. Простая, но при этом классная ливрея 60-х только добавляет сумасшедшего зрелища, которое этот зверь устроил для зрителей.

9 1970 Плимут Дастер

Воплощая в себе культуру экстремальных маслкаров конца 60-х и нестандартные фрески автомобилей, которые стали такими модными в 70-е, этот Duster, управляемый Бобби Йоуэллом, выглядел настолько мило, насколько только мог получить квадратный зверь. Выцветание от белого к зеленому само по себе гладкое, но полоса, заполненная фреской горного хребта, просто выводит внешний вид на совершенно другой уровень прохлады.

СВЯЗАННЫЙ: Посмотрите, как Lancer Evo 1300 л.с. установил мировой рекорд

8 1972 AMC Gremlin

AMC Gremlin ни в коем случае не был маслкаром, странный хэтчбек клиновидной формы был спроектирован и сделан как дешевый маленький пригородный вагон.Но такой легкий и маленький автомобиль давал ему некоторые преимущества, которые AMC признала, попросив гонщика Super Stock Уолли Бут помочь поднять автомобиль до конкурентоспособного уровня Pro Stock. И он это сделал, выиграв свою дивизию за рулем этой уродливой, но мощной маленькой машины.

7 1973 Форд Пинто

Как и AMC Gremlin, Ford Pinto был разработан как небольшой, легкий и экономичный пригородный автомобиль.Смейтесь сколько угодно над яркими недостатками дизайна, но этот Pinto, управляемый Уэйном Гаппом и спроектированный Джеком Рушем (основателем легендарного тюнера Roush Performance), был настоящим зверем, помогая сделать маленькие экономичные автомобили конкурентоспособными в драг-рейсинге Pro Stock.

6 1968 Додж Дарт

Этот яркий дротик, сочетающий в себе мускулы золотого века и современную графику, является участником NHRA Hemi Challenge.В Hemi Challenge, получившем право позволять автомобилям Mopar «посылать» друг против друга, участвуют Dodge Darts и Plymouth Barracudas 60-х годов, оснащенные экстремальным мотором Hemi 426 Elephant. Этот дротик, управляемый Джимом Панкейком, занял 4-е место в Hemi Challenge 2018, но сделал это стильно.

5 1970 Форд Маверик

При поддержке Rice & Holman, старейшего дилерского центра Ford и организации на востоке США, этим Maverick управлял легенда гонок Ford Эл Джоник.Известный тем, что доминирует на полосе и украшает свои автомобили потрясающими ливреями, такими как Mustang 1965 года «BatCar», этот Maverick выглядит потрясающе и надрывал некоторые большие задницы еще в 70-х. Сегодня Al Joniec по-прежнему набирает обороты, но переключился на высокопроизводительную авиацию, а не на автомобили.

СВЯЗАННЫЙ: Посмотрите этот Ford Mustang Cobra Jet Drag Car в действии

4 1968 Плимут Барракуда

Ливрея не имеет более стереотипного стиля 1960-х, чем этот потрясающий Cuda. Одержимые победой дрэг-рейсеры тоже не являются более стереотипными, чем Дон Шумахер. Он выиграл 17 чемпионатов NHRA и выиграл 339 гонок за рулем своего забавного автомобиля Barracuda под названием «Stardust». Уйдя из гонок в 1974 году, чтобы заняться бизнесом, Дон Шумахер уволился, будучи впереди, оставив Stardust, чтобы стать легендой среди гоночных автомобилей Mopar.

3 1977 Chevrolet Monza

Легенда гонок на забавных автомобилях Джим Либерман, также известный как «Джунгли Джим», украсил множество классных машин своей мультяшной ливреей.Но эта Монца также оказалась последней, поскольку он трагически скончался за рулем своего Corvette в 1977 году. Хотя многие машины Джима Либермана удивительны, эта чудовищная Монца была действительно доступна для аукциона на eBay еще в 2010 году.

2 1973 Додж Демон

Один из наиболее подходящих имён, этот классический Dodge Demon выглядит громким и мощным. Забавный автомобиль в гараже легендарного дрэг-рейсера Рича Гуаско гонщиков «чистого ада». Эта крутая машина помогла ему выиграть его первую победу в национальном соревновании NHRA. Что еще более впечатляюще, он продолжал участвовать в высокооктановых гонках до выхода на пенсию в возрасте 79 лет, что, по меньшей мере, было впечатляющей карьерой.

1 1964 Понтиак ГТО

Один из, если не самый крутой автомобиль, попавший в Зал славы дрэг-рейсинга Арни Бесвик, когда-либо садился за руль «Tameless Tiger II», почти так же хорош, как и ранний Pontiac GTO. классный Понтиак, который он реквизировал.

Оригинальный Tameless Tiger был уничтожен во время пожара в 2003 году, а Tameless Tiger II был построен из остатков оригинала. За этим последовало нечто совершенно чудовищное: с временем четверти мили за 7 секунд, Tameless Tiger II дебютировал в 2006 году, но сохранил старый школьный факел, когда 76-летний Арни Бесвик снова сел за руль.

ДАЛЕЕ: 15 невероятно быстрых гоночных машин

Следующий 10 потрясающих фактов о пикапе Rezvani Hercules 6×6

Аарон Янг пристрастился к миру автомобилей, самолетов и военной техники с тех пор, как себя помнит. С любовью к причудливым, странным и нерассказанным историям автомобильного мира, Аарон в настоящее время водит Subaru Baja.

Влияние конструкции днища на аэродинамическое сопротивление и оптимизацию

1. Введение

Несомненно, повышение топливной экономичности наземных транспортных средств в настоящее время и будет оставаться важной проблемой в автомобильной промышленности.В настоящее время в основном используются два подхода к повышению экономии топлива: один заключается в улучшении процесса сгорания в двигателе [1], а другой — в уменьшении общей силы сопротивления движущемуся транспортному средству [2, 3]. При рассмотрении последнего, хотя общая сила сопротивления в основном состоит из сопротивления качению и аэродинамического сопротивления, для автомобиля среднего размера аэродинамическое сопротивление составляет почти 80 процентов от общей силы сопротивления на скорости 100 км / ч. Более того, аэродинамическая сила пропорциональна квадрату скорости, а мощность двигателя, необходимая для преодоления аэродинамического сопротивления, является функцией куба скорости.На высоких скоростях на преодоление аэродинамического сопротивления приходится более 50 процентов расхода топлива. Следовательно, есть много возможностей для повышения экономичности за счет снижения аэродинамического сопротивления. Однако при рассмотрении силы аэродинамического сопротивления предварительным условием является тщательный анализ воздушного потока вокруг транспортного средства. Аэродинамическое сопротивление наземного транспортного средства включает сопротивление формы, поверхностное трение, интерференционное сопротивление, индуцированное сопротивление и сопротивление при охлаждении. Сопротивление формы из-за разделения потока вокруг кузова автомобиля составляет от 50 до 65 процентов общего аэродинамического сопротивления.

В последние два десятилетия вычислительная гидродинамика (CFD) широко использовалась в исследованиях аэродинамики транспортных средств [4-6]. Многие предприятия и университеты уделяют все больше внимания развитию автомобильной аэродинамики. За этот период значительные достижения в области CFD-кодов, вычислительных алгоритмов, физических моделей и методов, высокопроизводительных вычислительных алгоритмов и вспомогательного компьютерного оборудования привели к широкому признанию CFD как жизнеспособного инструмента для развития аэродинамики.Было общепризнанным, что инструменты CFD обеспечивают достаточную точность для поддержки развития аэродинамики [7-9]. Ян и др. обсудили, что изменение формы днища автомобиля повлияло на аэродинамические характеристики автомобиля за счет установки уплотнительной крышки, спойлера и разработки вогнутой, негладкой поверхности [10], но был разработан только один спойлер, и влияние изменения высоты на аэродинамическое сопротивление было не исследовано. Чжан и др., Себбен и Коготти изучали закон обтекания сложного поля воздушного потока в днище автомобиля под действием земли и вращения колес [11-13].Он не отражал сложный воздушный поток днища из-за простой модели без детальной конструкции днища, а метод управления потоком воздуха в днище не анализировался. Huminic et al. и Wordley et al. изучал способ управления воздушным потоком под днищем [14, 15], который мог заставить воздушный поток ускоряться и был лучше для аэродинамических характеристик автомобиля. Мальвия и др. предложили новое устройство экономии топлива для транспортных средств, которое может быть очень эффективным в снижении расхода топлива [16].

Тем не менее, большинство исследований ограничивалось уменьшением лобового сопротивления за счет конструкции кузова, и было проведено мало исследований о законах воздействия аэродинамических приспособлений под днищем кузова. В этой статье основное внимание уделяется влиянию днища кузова на силу аэродинамического сопротивления. Помимо вышесказанного, для улучшения воздушного потока в днище кузова разработаны спойлер на колесах и три вида спойлеров под днищем. Более сильный эффект Вентури достигается за счет улучшения днища, так что днище автомобиля не разбивается высокоскоростным воздушным потоком, а воздушный поток в днище автомобиля ускоряется, что снижает аэродинамическое сопротивление всего транспортного средства. Также будет обобщено влияние высоты дефлектора колеса и спойлера под днищем на правила изменения аэродинамического сопротивления. Результаты исследований могут дать предложения по проектированию транспортных средств.

2. Численное моделирование

2.1. Управляющие уравнения

Воздушный поток вокруг автомобиля — это низкоскоростная аэродинамика, поэтому поле воздушного потока вокруг автомобиля можно рассматривать как трехмерное несжимаемое. Основные управляющие уравнения для трехмерной несжимаемой среды заключались в следующем.

Уравнение непрерывности:

Уравнение движения:

(2)

где ui и uj — декартовы компоненты скорости, xi и xj — декартовы координаты, ρ — статическое давление, μeff — эффективный коэффициент вязкости турбулентного потока.

2.2. Модель турбулентности

Более ранние исследования показали, что реализуемая k-ε модель турбулентности идеально подходит для расчета аэродинамических параметров, которые широко использовались в автомобильных воздушных потоках [17-20].Итак, реализуемая k-ε модель турбулентности изучалась в данной статье. Реализуемая модель турбулентности k-ε включает новейшее уравнение управления турбулентностью и уравнение переноса для скорости диссипации, которое применяется к определенным математическим ограничениям напряжений Рейнольдса, а также к определенному потоку турбулентности. Уравнения переноса следующие.

Уравнение кинетической энергии турбулентности:

(3)

Уравнение рассеяния турбулентности:

(4)

где ρ — плотность, k — кинетическая энергия турбулентности, ε — диссипация турбулентности, Pk — генерация, вызванная градиентом средней скорости турбулентной кинетической энергии, υ — динамическая вязкость, υt — турбулентная вязкость, Другие параметры можно найти в ссылке. [21].

2.3. Геометрическая модель

Геометрические модели были построены UG, и исходная модель (названная моделью A) сохранила основную форму внешней поверхности автомобиля, но не структуру днища. На основе модели A модель B добавила структуру днища (включая пол, раму, выхлопную систему, топливный бак и запасные шины), дворник, дверные ручки и так далее, чтобы числовые результаты были ближе к реальной стоимости автомобиля. работает, как показано на рис.1.

Рис. 1. Геометрическая модель

a) Модель A

б) Модель B

2.4. Расчетная модель

Результаты измерений тесно связаны с коэффициентом блокировки модели. Обычно принятый диапазон составляет 5%. В этой статье расчетная область представляла собой кубоид вокруг кузова, при этом передняя часть модели автомобиля оставалась в три раза больше длины, верхняя левая часть — в пять раз выше, задняя левая сторона — в семь раз длины, а обе стороны оставались в пять раз больше ширины.Коэффициент блокирования составляет менее 2%, как показано на рис. 2. Неструктурированные сетки были созданы для всей расчетной области методом Octree в программе предварительной обработки ICEM-CFD. Трехслойные призматические элементы были созданы около поверхности транспортного средства, чтобы обеспечить точную оценку профиля скорости у стены и сохранить значение y + в приемлемом диапазоне (20-200). Он состоял из примерно шести миллионов ячеек, и применялось локальное уточнение сетки вблизи поверхности тела и в области следа.Дальнейшее уточнение сетки показало небольшую разницу в результатах, представленных здесь. Конечное число ячеек модели B составляет около 6 миллионов, а числовая сетка модели B показана на рис. 2. С учетом деформации сжатия раскатывающихся шпал, цилиндр колеса был отрезан на расстоянии 20 мм от земли, а затем Колесная часть была растянута на высоту 20 мм до земли. Качество сетки между шиной и землей было лучше, и модель соответствовала реальной ситуации.

Фиг.2. Численная вычислительная модель

В текущем исследовании анализ потока жидкости был основан на коммерческом коде CFD Fluent, который был основан на методе конечных объемов и предоставлял возможность выбора решателей и настроек. Параметры, выбранные для этого исследования, были перечислены в таблице 1. Из-за меньшей скорости воздуха и числа Маха менее 0,3, поле автомобильного воздушного потока можно рассматривать как несжимаемый поток. Для расчета использовалась схема против ветра второго порядка, а для решения уравнения — алгоритм SIMPLE.

Таблица 1. Граничные условия

3.

Для проверки результатов вычислений было проведено испытание в аэродинамической трубе HD-2 испытательного центра ветроэнергетики Университета Хунань. В текущих исследованиях для измерения аэродинамической силы использовались шестикомпонентные весы тензодатчика с плавающей рамой (рис. 3). Для обеспечения точности результатов экспериментов калибровка весов в наземной системе координат производилась производителем раз в полгода. Более того, перед установкой модели измерения на весы загружали гирю весом пять килограммов для проверки точности результатов, и вся система возвращалась на ноль перед отбором пробы.

Рис. 3. Испытание в аэродинамической трубе

Пограничный слой был удален с помощью системы откачки пограничного слоя в эксперименте в аэродинамической трубе, а в моделировании пол был движущейся стенкой. Испытательный автомобиль модели А был установлен на шестикомпонентных весах, как показано на рис. 3. Данные о нулевом рыскании кузова собирались на 5 м / с при диапазоне скорости ветра от 5 до 40 м / с. . В текущих экспериментах изменение сопротивления было довольно небольшим, когда скорость ветра превышала 30 м / с, что соответствует числу Рейнольдса 5.75 × 10 ⁶ .

В аэродинамике транспортного средства аэродинамические характеристики отражаются коэффициентом аэродинамической силы. В этом документе основное внимание уделялось аэродинамическому сопротивлению, которое было определено как:

где FX — аэродинамическое сопротивление, S — фронтальная площадь, v∞ — скорость набегающего потока. ρ обозначает плотность.

В аэродинамике транспортного средства аэродинамические характеристики отражаются коэффициентом аэродинамического сопротивления. Коэффициент аэродинамического сопротивления модели A, приведенный в таблице 2, показал, что результаты расчета хорошо согласуются с результатами испытаний в аэродинамической трубе с погрешностью менее 5%, что подтверждает точность численного расчета. На ошибку было два фактора. Один был связан с ошибкой численного расчета, включая согласованность модели, сетку, граничное условие. Другой был ошибкой эксперимента в аэродинамической трубе, включая ошибку при изготовлении, установке и измерении.

Таблица 2. Сравнение числового результата с результатом теста

4. Численные результаты и обсуждение

Коэффициент аэродинамического сопротивления модели B увеличен на 23.4% по сравнению с моделью A, а конструкция днища является основной причиной увеличения аэродинамического сопротивления. Чтобы выяснить механизм влияния конструкции днища кузова, анализируется обтекание автомобиля воздушным потоком.

В этом разделе представлены результаты обтекания поверхности тела воздухом. На рис. 4 показана линия обтекания автомобильного хвоста для модели B. Как показано на рис. 4, в верхней части хвоста в противоположном направлении есть два продольных вихря. Причина в том, что воздушный поток потерял связь через стойку C и край задней стороны, а затем сформировал сильный сдвигающий поток, который всасывается за счет отрицательного давления хвоста.Вихрь не только вращается вокруг своего собственного ядра вихря, но также тянется к хвосту под действием высокоскоростного сдвигового потока в кровле. А ядро ​​вихря приближается к земле с увеличением дистанции следа. Также наблюдаются буксирные продольные вихри в противоположном направлении в нижней части хвостового оперения, что вызвано влиянием зоны отрицательного давления в днище и колесах. Энергия вихря меньше, часто перекрывается и поглощается задним вихрем в верхней части хвоста.Наконец, на некотором расстоянии от хвоста образуется пара больших вихрей, вращающихся в противоположном направлении.

Рис. 4. Вихри модели B

Рис. 5. Поперечные индуцированные вихри модели B

При частичном сдвиговом потоке вокруг задней стороны, на который воздействует задний вихрь и зона отрицательного давления в хвосте, образуется поперечный индуцированный вихрь, как показано на рис.5. Есть два противоположных вихря, верхний вихрь больше, чем нижний вихрь, а положение нижнего вихря дальше от хвоста транспортного средства. Воздушный поток из-под кузова поднимается вверх и возникает обратный поток, что может вызвать загрязнение почвы.

Рис. 6. Напряжение сдвига стенки модели B

В этом разделе представлены результаты расчета напряжения сдвига стенки на поверхности тела. На рис. 6 показано распределение напряжения сдвига стенки в теле.В кузове автомобиля нагрузка очень мала, особенно в нижней части кузова. Хорошо видно, что значение напряжения сдвига близко к нулю в таких частях, как рама, выхлопная система и запасные шины. В этих регионах может быть раздельный воздушный поток. Однако более высокое напряжение сдвига стенки в основном распределяется в области передних шин и передней панели. Поток воздуха под днищем заблокирован из-за неровной структуры и в основном раздельный, в днище автомобиля имеется множество турбулентных потоков, которые рассеивают большое количество энергии, как показано на рис.7. Вихрь в днище автомобиля не только увеличивает само аэродинамическое сопротивление, но также сходится к заднему вихрю автомобиля, изменяя поле потока в задней части автомобиля и увеличивая сопротивление давлению.

Распределение давления на поверхности автомобиля соответствует распределению скорости воздушного потока на поверхности автомобиля. Воздушный поток ускоряется в передней части днища из-за гладкой структуры, и давление уменьшается. Давление в передней части днища отрицательное.В задней части днища имеется множество выпуклых структур, например, рама, выхлопная система, топливный бак и запасные шины, которые разбиты потоком воздуха с высокой скоростью. Хорошо видно, что значение давления в этих областях положительное, как показано на рис. 8. В задней части автомобиля имеется множество разделяющих вихрей, которые потребляют много энергии, а давление отрицательное.

Как показано на рис. 7 и 8, аэродинамическое сопротивление увеличивается из-за сложного воздушного потока в днище.Здесь много зон разделения воздушного потока, и на открытую конструкцию днища напрямую влияет высокоскоростной воздушный поток. Таким образом, ключом к снижению аэродинамического сопротивления является разумное управление потоком воздуха под днищем и уменьшение разделения и удара воздушного потока. Установка дефлектора колеса и спойлера под днищем очень эффективна, и влияние их конструктивных параметров на аэродинамическое сопротивление будет рассмотрено ниже.

Рис. 7. Оптимальное распределение кузова и днища

Фиг.8. Распределение давления по кузову и днищу

4.1. Влияние дефлектора колеса на коэффициент аэродинамического сопротивления

Аэродинамическое сопротивление обусловлено вязкостью воздуха и разделенными вихрями воздушного потока. Основной способ уменьшить аэродинамическое сопротивление — избежать отрыва воздушного потока. В этом разделе анализируется способ уменьшения аэродинамического сопротивления путем управления воздушным потоком колеса. Колесный дефлектор мог эффективно направлять воздушный поток вокруг колес и зазора и предотвращал прямое столкновение высокоскоростного воздушного потока перед автомобилем с колесами. Ширина дефлекторов передних колес составляет 157,5 мм, а дефлекторов задних колес — 177,5 мм, которые расположены перед колесами, как показано на рис. 9.

Рис. 9. Колесный перебежчик

Изменение коэффициента аэродинамического сопротивления при высоте дефлектора колеса от 10 мм до 60 мм показано на рис. 10. На уровне 0–60 мм, чем выше дефектор колеса, тем больше аэродинамика. снижение коэффициента лобового сопротивления, особенно на уровне 0-20 мм и 40-60 мм.При высоте дефлектора колеса 60 мм коэффициент аэродинамического сопротивления снижается на 4,86% по сравнению с исходной схемой. Хотя дефектор колеса сам по себе создает дополнительное аэродинамическое сопротивление, он улучшает условия воздушного потока в днище транспортного средства, тем самым уменьшая общее аэродинамическое сопротивление транспортного средства гораздо больше, чем само его увеличение. Следовательно, модель с дефектором колеса имеет меньшее аэродинамическое сопротивление.

Рис. 10. Кривая изменения коэффициента аэродинамического сопротивления

4.2. Влияние нижнего спойлера на коэффициент аэродинамического сопротивления

В этом разделе анализируется способ уменьшения аэродинамического сопротивления за счет управления потоком воздуха в днище кузова. Вихрь, легко возникающий в днище и спойлере, может улучшить качество воздушного потока в днище, так что он может направлять поток воздуха вокруг днища для установки спойлера, что помогает уменьшить аэродинамическое сопротивление. Передний спойлер днища установлен в нижней части переднего бампера с тремя конструктивными планами, как показано на рис.11. Первый случай — это вся дуга окружности. Корпус два — это открытая форма, которая состоит из двух сегментов дуги. Третий корпус — линейный, перпендикулярный нижней пластине. В данной статье проанализировано правило изменения коэффициента аэродинамического сопротивления путем изменения высоты спойлера для этих трех планов.

На рис. 12 и 13 показано влияние высоты спойлера под днищем на аэродинамическое сопротивление в первом и втором случаях, причем аэродинамическое сопротивление может быть уменьшено в обоих планах.Коэффициент аэродинамического сопротивления ниже при высоте от 0 до 40 мм. Но на уровне 40-60 мм коэффициент ниже во втором.

В первом случае, когда спойлер находится на уровне 0 мм-60 мм, коэффициент аэродинамического сопротивления уменьшается с увеличением высоты спойлера, и уменьшение небольшое, на 20-50 мм. Коэффициент аэродинамического сопротивления снижается в основном на 5,64% на уровне 60 мм, а максимальное значение составляет 0,018.

Во втором случае, когда спойлер находится на уровне 0-60 мм, коэффициент аэродинамического сопротивления сначала уменьшается, затем увеличивается и, наконец, снова уменьшается с увеличением высоты.И пик возникает около 30 мм. Коэффициент аэродинамического сопротивления уменьшился в основном на 7,05% на уровне 60 мм, максимальное значение составило 0,0225.

Рис. 12. Измените кривую коэффициента лобового сопротивления в первом случае

Рис.13. Измените кривую коэффициента лобового сопротивления во втором случае

Рис.14. Изменить кривую коэффициента лобового сопротивления в плане 3

В третьем случае коэффициент аэродинамического сопротивления достигает максимума около 30 мм.Очевидно, что с увеличением высоты спойлера под днищем на уровне 0-20 мм и 40-70 мм коэффициент лобового сопротивления уменьшается, а после достижения 70 мм коэффициент обязательно увеличивается. При высоте 70 мм коэффициент уменьшается в основном на 6,08%, а максимальное значение составляет 0,0194.

Аэродинамическое сопротивление можно уменьшить за счет изменения формы спойлера. Хотя спойлер сам по себе создает дополнительное аэродинамическое сопротивление, он может предотвратить попадание воздушного потока в днище автомобиля и увеличить скорость днища.Конструкции днища не подвергаются прямому воздействию высокоскоростного воздушного потока. Давление на днище может быть уменьшено, а аэродинамическое сопротивление днища меньше.

5. Выводы

В этой статье была сделана попытка спрогнозировать область воздушного потока в днище кузова, и были предложены предложения по улучшению. Во-первых, сравнивая и анализируя экспериментальные данные и результаты численного моделирования, мы делаем вывод об идентичности экспериментальных данных с результатами моделирования, что подтвердило точность численного моделирования.Во-вторых, анализируя характеристики поля воздушного потока в днище кузова, в данной работе анализировалось изменение коэффициентов аэродинамического сопротивления в зависимости от высоты дефлектора колеса и спойлера днища. Результаты показали, что схема этой статьи была осуществима, общие выводы, сделанные из настоящего моделирования, были следующими:

1) Аэродинамическое сопротивление увеличилось на 23,4% из-за сложной обдувки днища. Значительная потеря энергии из-за разделительного вихря нижней части кузова и непокрытой конструкции днища, на которую непосредственно воздействовал высокоскоростной воздушный поток.Эффект от них был больше для аэродинамических характеристик.

2) Влияние дефлектора колеса на уменьшение аэродинамического сопротивления было очевидным, и аэродинамическое сопротивление не увеличивалось дополнительно из-за дефлектора. Когда дефлектор находился на уровне 0-60 мм, коэффициент аэродинамического сопротивления уменьшался по-разному, и максимальное уменьшение составляло 4,86% на уровне 60 мм.

3) Влияние спойлера на снижение коэффициента аэродинамического сопротивления было очевидным, но аэродинамическое сопротивление дополнительно увеличилось за счет дополнительной передней площади спойлера. Дальнейший анализ показал, что три типа планов были эффективны для снижения аэродинамического сопротивления, но в плане 2 сила аэродинамического сопротивления уменьшилась в основном по сравнению с двумя другими планами, что было лучшим способом уменьшить силу аэродинамического сопротивления автомобиля. Когда спойлер находился на уровне 0-60 мм, коэффициент аэродинамического сопротивления уменьшался по-разному, и максимальное уменьшение составляло 7,05% на уровне 60 мм.

классов дрэг-рейсинга | NHRA

На мероприятиях NHRA Camping World Drag Racing Series болельщики могут увидеть более 200 классов транспортных средств в 15 категориях или элиминаторах.Право на участие в классе основано на требованиях, которые включают тип транспортного средства, размер двигателя, вес транспортного средства, допустимые модификации и аэродинамику.

Top Fuel, Funny Car, Pro Stock, Pro Stock Motorcycle, Top Alcohol Dragster, Top Alcohol Funny Car, Super Comp, Super Gas, Super Street и Pro Mod представляют собой один класс автомобилей в хедз-ап соревнованиях. Comp, Super Stock и Stock состоят из множества классов, уравновешенных системой старта с гандикапом. Top Dragster и Top Sportsman представляют собой автомобиль одного класса в соревнованиях по сетке.

Top Fuel

Среди самых быстрорастущих машин в мире драгстеры Top Fuel мощностью 11 000 лошадиных сил часто называют «королями спорта», и не без оснований. Они способны преодолеть драгстрип менее чем за 3,7 секунды на скорости более 330 миль в час. Приведенные в действие модификацией знаменитого двигателя Chrysler Hemi объемом 500 кубических дюймов с наддувом и впрыском топлива, драгстеры Top Fuel могут сжигать до 15 галлонов нитрометанового топлива за один пробег. Состоящие из труб из хромомолибденовой стали и композитного углеродного волокна, автомобили Top Fuel имеют длину 25 футов и вес 2330 фунтов в готовой для гонок отделке.

Funny Car

Подобно своим аналогам Top Fuel, но с более короткой колесной базой и кузовом из углеродного волокна, который немного напоминает серийный автомобиль, Funny Cars может работать в диапазоне 3,8 секунды и развивать скорость в превышение 330 миль / ч. Веселые автомобили оснащены теми же 500-дюймовыми двигателями с наддувом и впрыском топлива, что и драгстеры Top Fuel. Веселые автомобили также похожи на драгстеры Top Fuel в том, что они не используют трансмиссию, а передают мощность на огромные задние слики Goodyear через многоступенчатое сцепление, которое активируется таймерами.

Pro Stock

Автомобили Pro Stock, часто называемые заводскими хот-родами из-за их сходства с серийными автомобилями, являются одними из самых технологически продвинутых машин в драг-рейсинге. Построенные на основе сложного трубчатого шасси и четырехрычажной задней подвески, автомобили Pro Stock должны соответствовать точным размерам и весить не менее 2350 фунтов. Двигатели Pro Stock используют электронный впрыск топлива и специальный бензин, а их объем ограничен до 500 кубических дюймов.Они могут производить более 1300 лошадиных сил. Конкурентоспособный автомобиль Pro Stock может разгоняться на 6.5-м со скоростью более 210 миль в час.

Мотоцикл Pro Stock

Эти сильно модифицированные автомобили, которые могут разгоняться менее 6,8 секунды на скорости более 195 миль в час, имеют специально изготовленное трубчатое шасси и легкую, аэродинамически улучшенную копию оригинального кузова. В этом классе представлены самые разные марки, модели и двигатели, в том числе V-Twin от Harley-Davidson, Victory, EBR и Buell, а также рядные четырехцилиндровые модели Suzuki и Kawasaki. Объемы двигателей широко варьируются — от 92 до 160 кубических дюймов. Впрыск топлива разрешен, и разрешается только специальный бензин.

Top Alcohol Dragster

Top Alcohol Dragster может выглядеть как Top Fuelers, но у них есть существенные отличия. В то время как Top Fuelers используют наддувные двигатели с нитро-сжиганием, Top Alcohol Dragsters могут использовать наддувный двигатель, работающий на метаноле, или комбинацию впрыскиваемого нитрометана. Автомобили с впрыском нитро не используют трансмиссию, а автомобили с наддувом имеют три скорости движения вперед.Вес варьируется в зависимости от комбинации, но обычно составляет от 1975 до 2125 фунтов. Как и Top Fuelers, максимальная колесная база Top Alcohol Dragsters составляет 300 дюймов. Выступления могут быть в формате 5.1 на скорости более 285 миль в час.

Top Alcohol Funny Car

По внешнему виду похожие на своих нитро-сжигающих собратьев Funny Car, Top Alcohol Funny Cars используют только метанольное топливо и имеют трехступенчатую коробку передач. Top Alcohol Funny Cars имеют в основном такое же шасси из хромомолибденовой стали, что и нитро-автомобили, и оснащены теми же копиями кузова из углеродного волокна, хотя кузовам Top Alcohol Funny Car не требуется такая большая прижимная сила и используется гораздо меньший задний спойлер.Top Alcohol Funny Cars может выступать в гонках 5,3 на скорости более 270 миль в час.

Comp

Ни одна категория в соревновании NHRA не отличается большим разнообразием, чем Comp. Драгстеры, модифицированные автомобили, уличные родстеры, купе, седаны, ностальгические драгстеры с передним расположением двигателя, спортивные компактные автомобили и грузовики участвуют в гонках в 75 классах. Комбинации двигателей так же разнообразны, как и автомобили, от четырех- и шестицилиндровых двигателей с турбонаддувом до восьмицилиндровых двигателей Pro Stock и горных двигателей с закисью азота.Большинство автомобилей классифицируются по формуле, согласно которой общий вес автомобиля делится на кубические дюймы. Каждому классу присваивается индекс, основанный на том, что должна ехать хорошо построенная машина, и в соответствии с этими индексами гонки ограничиваются.

Super Stock

Автомобили Super Stock могут выглядеть как обычные легковые автомобили, но это сильно модифицированные гоночные автомобили. В эту категорию входят, в основном, седаны последних моделей и винтажные маслкары, а заявки классифицируются с использованием системы, которая делит заводскую отгрузочную массу на мощность в лошадиных силах, учтенную NHRA.Разрешены значительные модификации двигателя, но автомобиль должен иметь правильный блок двигателя, головки цилиндров и карбюратор. Автомобили являются инвалидами с использованием индексной системы, и соблюдается правило прорыва.

Stock

Stock автомобили похожи на Super Stockers, но правила, касающиеся всего, от модификации двигателя до переделки кузова, намного строже. Практически любой автомобиль имеет право участвовать в соревнованиях, и заявки классифицируются с использованием системы, которая делит заводскую отгрузочную массу на мощность в лошадиных силах, учтенную NHRA.Кузова должны быть неизменными и сохранять полностью заводской интерьер. Шины ограничены максимальной шириной заднего пятна 9 дюймов. Двигатели должны соответствовать марке и модели автомобиля и должны иметь стандартные головки цилиндров, впускной коллектор и карбюратор. Модификации ограничиваются базовой балансировкой и перестройкой только с небольшими улучшениями производительности.

Super Comp

Самый быстрый из хедз-ап суперклассов (индекс 8,90), Super Comp состоит в основном из драгстеров. Модификации двигателя, шасси и кузова практически не ограничены.Входы с четырьмя и шестью цилиндрами могут иметь минимальный вес 1000 фунтов; все остальные не могут весить менее 1350 фунтов. Большинство автомобилей Super Comp способны хорошо работать при индексе 8,90, но используют ряд электронных вспомогательных средств, включая таймер и регулируемый дроссель, чтобы бежать близко к индексу, не бежать быстрее, чем он, и не ломаться.

Super Gas

Super Gas с индексом 9,90 в основном относятся к полнотелым автомобилям и уличным родстерам.Никакие драгстеры или переделки не допускаются. Правила, касающиеся модификации двигателя и шасси, крайне либеральны, хотя использование экзотических видов топлива запрещено. Минимальный вес составляет 2100 фунтов, за исключением автомобилей с четырехцилиндровым двигателем, минимальный вес которых может составлять 1200 фунтов. Как и в Super Comp, участники используют электронные таймеры и дроссельные заслонки, чтобы максимально приблизиться к стандарту класса и не упасть. Также, как и в Super Comp, гонки проводятся с использованием старта Pro в четыре десятых.

Super Street

На гонках NHRA Lucas Oil Drag Racing Series и отдельных мероприятиях NHRA Camping World Drag Racing Series гонщики Super Street соревнуются с фиксированным числом 10.90-секундный указатель. Все автомобили должны быть полнотелыми и весить не менее 2800 фунтов, за исключением автомобилей с шестью цилиндрами, минимальный вес которых может составлять 2000 фунтов, а также автомобилей с четырехцилиндровым и роторным двигателем (1200 фунтов). Модификации двигателя и шасси практически не ограничены. Гонщики соревнуются на пяти десятых Pro Tree.

Top Dragster, Top Sportsman

По сути, пара категорий для быстрого E.T. гонщики, Top Dragster, представленный Racing RV (открытые колеса), и Top Sportsman, представленный Racing RV (полнотелые автомобили), имеют квалификационное поле из 32, 48 или 64 участников.Участники могут выбрать свой собственный циферблат для исключения при условии, что он не медленнее 7,99 секунды (8,19 в Дивизионах 6 и 7). Вылет в обоих классах проводится с использованием традиционного формата гонок в сетке с полным стартом трех янтарной рождественской елки, и применяется правило прорыва. Это не редкость, когда записи в шестерках разгоняются до скорости более 200 миль в час.

Серия NHRA J&A Service Pro Mod Drag Racing включает в себя эклектичный набор автомобилей, от купе Willys ’41 до Corvette ’63 до Ford Mustangs и Dodge Vipers последних моделей, и лишь немногие классы предлагают такое разнообразие и волнение.Выбор двигателей столь же разнообразен; Участники могут использовать нагнетатели, турбокомпрессоры или закись азота и могут попасть в зону высоких пяти секунд на скорости более 250 миль в час. Пилоты Pro Mod участвуют в 10 соревнованиях NHRA Camping World Drag Racing Series.

Заводской запас

Шевроле Камарос, Форд Мустанги и Додж Челленджеры, готовые к работе в демонстрационном зале, соревнуются в хедз-апе быстрее восьми секунд и быстрее 170 миль в час. Соревнование проводится в формате хедз-ап, первый до финиша побеждает, демонстрируя настоящее хвастовство современными отечественными заводскими хот-родами

Top Fuel Harley

Мотоциклы, работающие на азотном топливе, которые должны сохранять характеристики двигателя Harley-Davidson (a толкатель V-Twin).Эти гонщики преодолевают четверть мили на захватывающей дух скорости, превышающей 200 миль в час. Их мотоциклы заводятся до того, как они их обгоняют, из-за агрессивного характера 1500-сильных огнедышащих машин.

Основы аэродинамики автомобилей, инструкции и советы по дизайну ~ БЕСПЛАТНО!

Аэродинамика — это наука о том, как воздух движется вокруг и внутри объектов. В более общем смысле, это можно назвать «Динамика жидкости», потому что воздух на самом деле представляет собой очень тонкий тип жидкости. Выше медленных скоростей воздушный поток вокруг и через транспортное средство начинает оказывать более заметное влияние на ускорение, максимальную скорость, топливную экономичность и управляемость.

Следовательно, чтобы построить лучший автомобиль, нам необходимо понять и оптимизировать то, как воздух течет вокруг и через кузов, его отверстия и его аэродинамические устройства.

Принципы аэродинамики

Перетащите

Независимо от того, насколько медленно едет машина, для ее перемещения по воздуху требуется определенная энергия. Эта энергия используется для преодоления силы, называемой сопротивлением.

В аэродинамике транспортного средства сопротивление в основном состоит из трех сил:

1. Фронтальное давление, или эффект, создаваемый кузовом транспортного средства, выталкивающим воздух с пути.
2. Задний вакуум, или эффект, создаваемый воздухом, который не может заполнить отверстие, оставленное кузовом автомобиля.
3. Пограничный слой, или эффект трения, создаваемый медленно движущимся воздухом по поверхности кузова транспортного средства.

Между этими тремя силами мы можем описать большинство взаимодействий воздушного потока с кузовом транспортного средства.

Фронтальное давление

Фронтальное давление возникает из-за того, что воздух пытается обтекать переднюю часть автомобиля, как показано на диаграмме D1 ниже.

Схема D1. Фронтальное давление — это форма сопротивления, при которой транспортное средство должно отталкивать молекулы воздуха, когда они движутся по воздуху.

Когда миллионы молекул воздуха приближаются к передней части автомобиля, они начинают сжиматься, повышая при этом давление воздуха перед автомобилем. В то же время молекулы воздуха, движущиеся по бокам автомобиля, находятся под атмосферным давлением, более низким по сравнению с молекулами в передней части автомобиля.

Как и в случае с воздушным резервуаром, если клапан для атмосферы с более низким давлением за пределами резервуара открывается, молекулы воздуха естественным образом перетекают в зону с более низким давлением, в конечном итоге выравнивая давление внутри и снаружи резервуара.Те же правила применяются к любому транспортному средству. Сжатые молекулы воздуха естественным образом ищут выход из зоны высокого давления перед автомобилем, и они находят его по бокам, сверху и снизу транспортного средства, как показано на диаграмме D1.

Задний вакуум

Вакуум сзади возникает из-за «дыры», оставленной в воздухе при проезде через нее автомобиля. Чтобы наглядно это представить, давайте взглянем на нашу демонстрационную машину на диаграмме D2 ниже. Когда он едет по дороге, автомобиль в форме блочного седана создает дыру в воздухе.Воздух обтекает тело, как описано выше.

На скоростях выше ползания пространство сразу за задним стеклом и багажником автомобиля «пусто» или похоже на вакуум. Эти пустые области являются результатом того, что молекулы воздуха не могут заполнить отверстие так быстро, как это может сделать машина. Молекулы воздуха пытаются заполнить эту область, но автомобиль всегда на шаг впереди, и в результате непрерывный вакуум засасывается в направлении, противоположном автомобилю.

Схема D2.Задний вакуум (также известный как отслоение потока) — это еще одна форма сопротивления, при которой воздух, через который проходит транспортное средство, не может заполнить пространство отверстия, оставленного транспортным средством, что приводит к тому, что составляет вакуум.

Эта неспособность заполнить дыру, оставленную автомобилем, технически называется отслоением потока.

Отслоение потока применяется только к «задней вакуумной» части сил сопротивления и имеет все больший и больший отрицательный эффект по мере увеличения скорости транспортного средства. Фактически, сопротивление увеличивается пропорционально квадрату скорости транспортного средства, поэтому требуется все больше и больше лошадиных сил, чтобы толкать транспортное средство по воздуху по мере увеличения его скорости.

Следовательно, когда транспортное средство достигает высоких скоростей, становится важным спроектировать автомобиль так, чтобы ограничить области отрыва потока. В идеале мы даем молекулам воздуха время, чтобы они следовали контурам кузова автомобиля и заполняли дыры, оставленные автомобилем, его шинами, его подвеской и выступами (то есть зеркалами, поперечинами).

Если вы были свидетелями гоночных автомобилей Ле-Мана, то наверняка заметили, что хвосты этих автомобилей имеют тенденцию расширяться назад от задних колес и сужаться при взгляде сбоку или сверху.Эта дополнительная конструкция кузова позволяет молекулам воздуха плавно сходиться обратно в вакуум вдоль кузова в отверстие, оставленное кабиной автомобиля и передней частью, вместо того, чтобы внезапно заполнять большое пустое пространство.

Сила, создаваемая задним вакуумом, превышает силу, создаваемую лобовым давлением, поэтому есть очень веская причина минимизировать масштаб вакуума, создаваемого в задней части автомобиля.

Схема D3. Турбулентность создается за счет отрыва воздушного потока от транспортного средства.Последний неизбежный отрыв в самой задней части машины оставляет бурный след.

Когда поток отделяется, воздушный поток становится очень турбулентным и хаотичным по сравнению с плавным потоком на передней части объекта.

Если мы посмотрим на выступ из автомобиля, такой как зеркало на диаграмме D3 выше, мы увидим отрыв потока и турбулентность в действии. Воздушный поток отделяется от плоской стороны зеркала, которое, конечно же, обращено к задней части автомобиля.

Турбулентность, создаваемая этим отрывом, может затем повлиять на поток воздуха к частям автомобиля, которые находятся за зеркалом.Например, всасывающие воздуховоды работают лучше всего, когда поступающий в них воздух течет плавно. Крылья создают гораздо большую прижимную силу с плавным обтеканием их. Следовательно, действительно необходимо оптимизировать всю длину автомобиля (в пределах разумного), чтобы обеспечить наименьшее количество турбулентности на высокой скорости.

Коэффициент сопротивления

Чтобы можно было сравнить сопротивление, создаваемое одним транспортным средством, с другим, было создано безразмерное значение, называемое коэффициентом сопротивления или Cd. У каждого автомобиля есть Cd, который можно измерить с помощью данных в аэродинамической трубе.Cd можно использовать в уравнениях сопротивления для определения силы сопротивления при различных скоростях. В своей всеобъемлющей книге «Аэродинамика гоночных автомобилей: проектирование для скорости» Джозеф Кац приводит таблицу обычных транспортных средств, их компакт-дисков и лобовых поверхностей. Вот выдержка из этой таблицы:

Коэффициенты сопротивления автомобиля (Выдержка из «Аэродинамика гоночных автомобилей» Джозефа Каца. © Bentley Publishers)

Из этой таблицы и наших знаний о форме кузова некоторых из этих транспортных средств мы можем сделать вывод, что наилучший Cd достигается, когда транспортное средство имеет следующие атрибуты:

• Имеет небольшой носик / решетку для минимизации лобового давления.
• Имеет минимальный дорожный просвет под решеткой, чтобы минимизировать поток воздуха под автомобилем.
• Имеет ветровое стекло с крутыми углами наклона (если оно есть), чтобы избежать повышения давления спереди.
• Имеет заднее окно / деку в стиле Fastback или наклонный кузов, чтобы воздушный поток оставался на месте.
• Имеет сужающийся «хвост», чтобы удерживать поток воздуха и минимизировать площадь, на которой в конечном итоге происходит отрыв потока.

Если это звучит так, будто мы только что описали спортивный автомобиль, вы правы. По правде говоря, чтобы быть идеальным, кузов автомобиля имел бы форму слезы, поскольку даже лучшие спортивные автомобили испытывают отрыв потока. Однако формы слезных капель не подходят для зоны, где движется автомобиль, а именно близко к земле.У самолетов нет этого ограничения, поэтому каплевидные формы работают.

Лучшие дорожные автомобили сегодня имеют КД около 0,28. Автомобили Формулы 1 с их крыльями и открытыми колесами (значительный компонент сопротивления) выдерживают минимум 0,75.

Если учесть, что плоская пластина имеет Cd около 1,0, автомобиль F1 действительно кажется неэффективным, но то, что автомобилю F1 не хватает в эффективности аэродинамического сопротивления, компенсируется прижимной силой и мощностью в лошадиных силах.