Cтраница 92 из 129
Как мы видели, близость поверхности земли оказывает большое влияние на величину подъемной силы. Каким образом эта подъемная сила влияет на аэродинамическое сопротивление? Влияет ли она так же, как и подъемная сила, причиной возникновения которой является ориентация кузова? Этому вопросу уделялось мало внимания. Единственное обращение к нему можно найти в работе Такка, который предположил, что при отсутствии циркуляции вокруг продольного сечения тела даже при отрицательной подъемной силе (возникающей предположительно из-за влияния толщины) сопротивление, связанное с подъемной силой, будет отсутствовать. Можно считать, что экспериментальные данные, приведенные в упомянутых в этом разделе работах, подтверждают эту гипотезу. Однако экспериментов, специально предназначенных для ее проверки, не было, а имеющиеся данные носят отрывочный характер, так что окончательные выводы делать рано.
Мысль о том, что любая подъемная сила, независимо от причины ее возникновения, влияет на аэродинамическое сопротивление, была высказана Морелли, который на основе этой предпосылки рассчитал форму тела малого сопротивления. Используя простую двумерную математическую модель, описывающую лишь кривизну сечения тела (влияние толщины тела не учитывалось), он построил линию, соответствующую отсутствию подъемной силы и момента относительно поперечной оси около поверхности земли. В остальном форма тела, локальная толщина и поперечное сечение могли быть произвольными. Требовалось лишь, чтобы в направлении потока они менялись постепенно. Испытания в аэродинамических трубах моделей, созданных с помощью указанного теоретического подхода, показали, что они обладают очень малыми коэффициентами аэродинамического сопротивления (близкими к 0,05) при характерных для автомобилей расстояниях от поверхности земли. Хотя многие использовавшиеся при создании таких моделей предположения не слишком реалистичны, например, использование двумерной теории и произвольность выбора толщины и поперечного сечения тела, эта попытка указывает возможные направления будущих исследований, она является очередным продвижением вперед на пути понимания взаимозависимости причин возникновения подъемной силы и аэродинамического сопротивления.
Почти во всех исследованиях по аэродинамике автомобиля поверхность земли моделировалась неподвижной плоскостью, хотя понятно, что для моделирования дорожной ситуации правильнее было бы использовать движущуюся ленту. Основная причина такого состояния дел заключается в существенном усложнении методики эксперимента при использовании движущейся ленты. Кроме того, большинство практиков, занимающихся исследованиями автомобилей, считают, что при характерных для автомобилей расстояниях до земли различия в результатах определения силы сопротивления при 1,° подвижной и неподвижной земной поверхности почти нет. Это предположение подтверждается результатами Факкрелла и Бирмана, оно согласуется с общей закономерностью, в соответствии с которой на аэродинамическое сопротивление не влияет величина расстояния до земли. Вероятным исключением из этого «правила» могут быть эксперименты по исследованию влияния приобретающих популярность передних спойлеров под кузовом, расстояние от которых до земли мало. Вследствие этого следует проявлять осторожность при экстраполяции на дорожные ситуации результатов, полученных при исследовании автомобилей с такими экспериментами в аэродинамических трубах, где дороги моделируются неподвижной плоскостью.
|