Реферат: Технология аэродинамической трубы для болидов Формулы 1

Аэродинамика болида Ferrari. Победы Михаэля Шумахера в трех Гран-при сезона из четырех прошедших заставили поклонников «Формулы-1» уже в который раз заговорить о феномене великого немца и о том, с какой легкостью четырехкратному чемпиону мира удается брать верх над соперниками. Конечно же, огромную роль играют опыт, накопленный Михаэлем за годы выступлений в «королевских» гонках, слаженная работа всей команды и отличная новая машина F2002. Вместе с тем одним из решающих факторов побед, по мнению многих экспертов, стала превосходная аэродинамика болида Ferrari.

Именно на аэродинамическое совершенство новой машины сделала ставку «конюшня» Ferrari, чтобы превзойти на трассах «Формулы-1» основного конкурента, команду Williams BMW, сконцентрировавшую свои усилия в основном на работе с двигателем. Целью специалистов было придать болиду нужную форму, заставить воздушные потоки обтекать его так, чтобы создалась дополнительная сила, прижимающая его к дороге, и, как следствие, — усилилось сцепление покрышек с поверхностью трека, и машина уверенно вела бы себя как на прямых, так и при прохождении поворотов. В этом году Рори Бирн, главный специалист команды по аэродинамике, при подготовке новой машины к старту особое внимание уделил так называемой «аэродинамической блокировке» колес, с которой ему и пилотам пришлось помучиться в прошлом сезоне. Впрочем, хватало не только забот с «правильным» обтеканием автомобиля. Поскольку новая коробка передач стала меньшего размера, чем прежняя, появилась возможность распорядиться свободным местом, образовавшимся в центральной и задней части болида.

По-новому, горизонтально, установили амортизаторы, поработали над внутренней аэродинамикой боковых понтонов, внесли изменения в систему отвода горячего воздуха от радиаторов, видоизменили переднее антикрыло... И это, конечно же, далеко не все изменения, которые были внесены в конструкцию машины.

Над аэродинамикой болидов Ferrari работают несколько отделений производственной и технологической баз команды в Модене и Маранелло. С 2000 года «конюшня» активно сотрудничает с итальянской аэрокосмической компанией Finmeccanica, используя в своих целях опыт партнера в области аэродинамики, ее технологии производства новых конструкционных и специальных материалов. Каждую деталь машины проектируют с использованием сложного компьютерного моделирования. Одним из самых уникальных и дорогостоящих проектов компании стало строительство в 1997 году специальной аэродинамической трубы для машин «Формулы-1». Она оснащена новейшими системами считывания информации и сверхточными системами измерения. В ней можно имитировать движение автомобиля по дороге, чтобы максимально точно смоделировать обтекание его воздухом в реальных условиях гонки.

Аэродинамическому совершенству машины подстать и великолепная обтекаемость шлема пилота. В этом сезоне Михаэль Шумахер получил новый шлем, который не только удобнее и легче предыдущего, но и способен как бы прибавить автомобилю мощность примерно в 10 л.с. Оливер Шимпф, представитель немецкой компании Schuberth, сотрудничающей с Ferrari, подтвердил эту информацию, заявив, что специалисты его фирмы вместе с инженерами команды около 3000 часов испытывали «головной убор» в аэродинамической трубе. Он плотно закрывает шею пилота и так распоряжается воздушными потоками, что они не попадают внутрь кабины, а идут вдоль головы гонщика, а затем на спойлер, что способствует увеличению прижимной силы болида, и в воздухозаборник, благодаря чему двигатель лучше охлаждается. К тому же шлем снабжен улучшенной системой вентиляции и фильтрации воздуха. Шумахер надеется, что он принесет ему удачу, а главное — пятый чемпионский титул.

Спортивные результаты Ferrari, ее новые технические разработки, воплотившиеся в F2002, не дают спокойно спать командам-соперницам. McLaren, еще в минувшем сезоне претендовавшая на чемпионское звание, а сегодня переживающая не лучшие времена, готова бороться за очки любыми способами. Ее директор Род Деннис, прекрасно понимая, что его машины весьма уступают болидам Ferrari, да и пилоты не блещут особым мастерством, недавно обратился в FIA (Международная автоспортивная федерация) с жалобой на итальянских конкурентов, которые якобы используют запрещенные аэродинамические элементы на своей новой машине. Как утверждает Деннис, на гонке в Бразилии верхний элемент заднего антикрыла машины Михаэля Шумахера прогибался, что дало ему преимущество в скорости на прямых. После Гран-при Сан-Марино он заявил, что «гибкими» являются и боковые понтоны F2002, и это существенно улучшает аэродинамику машины. «Когда Шумахер атакует поребрики, то при замедленной съемке видно, как боковые понтоны его болида приходят в движение и изменяют свою форму», — написал в своем заявлении Деннис. Однако FIA, изучив видеозапись, сочла, что наблюдаемая деформация вызвана ударом автомобиля о поребрики, и признало машину F2002 соответствующей требованиям. Росс Браун — технический директор Ferrari прокомментировал жалобы Денниса так: «Когда у тебя быстрая машина, другие пытаются найти этому самые простые объяснения».

Роль аэродинамической трубы. Принимая во внимание то, что F1 присуще большие скорости, одной из основных дизайнерских областей является аэродинамика. Аэродинамическое строение болида может влиять на такие вещи как скорость, прижимная сила, и т.д., также, аэродинамика влияет и на износ шин, количество требуемого топлива и т.п. Большие команды, обычно, отводят 12,000 часов на тестирование в аэродинамической трубе в процессе разработок болида.

Создание масштабных деталей для тестов в аэродинамической трубе было бы очень долгим и дорогим, так что команды создают масштабную модель, идеальную по всем параметрам. Разные команды используют разные масштабы, McLaren, к примеру, имеют 40% трубу, Ferrari создают полу-масштабные модели. Если модель оказывается большой, то аэро поток будет искажен боковыми сторонами аэродинамической трубы, эти взаимодействия называют 'блокирущие факторы' и они, несомненно, искажают верные результаты. Модели обычно создаются из карбона с алюминивыми "примочками", такими как антикрылья, подвеска. Модели должны быть очень прочными, т.к. тунель создает сильное давление на эродинамические компоненты, и гибкие детали, в данном случае, будут искажать результаты. Команды создают 3 или 4 модели, с различными частями, изменяющимися в течение разработок.

Renault хочет строить аэродинамическую трубу. Команда Renault в скором времени планирует приступить к постройке второй аэродинамической трубы в Энстоне. Сейчас в распоряжении команды есть две аэродинамических трубы - собственная старая в Великобритании, и еще одна в Италии, которой Renault пользуется по соглашению с ее владельцем, компанией Fondmetal Technologies.

 В будущем году французская команда надеется сделать серьезный шаг вперед в техническом плане. Подготовка к следующему сезону идет полным ходом. По планам Renault новое шасси и двигатель 2003 года будут готовы уже в начале декабря.

Концерн General Motors ввел в строй самую мощную на сегодняшний день аэродинамическую трубу неподалеку от Детройта (штате Мичиган).

Воздушный поток, достигающий скорости 240 км/ч, создает циклопических размеров (диаметр около 13 метров) вентилятор, который приводится в действие электродвигателем мощностью 4500 л.с. Впечатляющий поперечник трубы вовсе не означает, что продувать в ней GM собирается даже крупногабаритные грузовые автомобили. Согласно законам аэродинамического моделирования, воздушный поток, огибающий машину, должен быть достаточно объемным — чтобы избежать влияния стен, искажающих картину обтекания. Как и любой прибор такого рода, мичиганская новинка оборудована точнейшими «весами», замеряющими аэродинамическое сопротивления автомобиля в целом и его отдельных частей. При необходимости исследователи могут прибегнуть к классическому методу визуализации — струей дыма, которая наглядно иллюстрирует ход воздушных потоков.

На другом континенте, в Европе, готовят к пуску новейшую аэродинамическую трубы для команды «Формулы-1» Sauber. Проект стоимостью около 48 млн евро увенчается созданием агрегата, благодаря которому «конюшня» намерена довести до лучших аэродинамических кондиций новую модель своего болида С23 и разработать следующую — С24. В отличие от заокеанского сооружения, диаметр его рабочей части всего 9,4 м, зато воздух в ней разгоняется до вполне «формульной» скорости 300 км/ч. Продувать в потоке собираются как болиды в натуральную величину, так и модели, чей размер составляет 50% и 60% от габаритов реальной машины.

Специальная поворотная площадка позволит моделировать не только фронтальное обтекание автомобиля, но и под углом до 10 градусов. Как считают инженеры, чрезвычайно важна и возможность проверить на масштабных моделях аэродинамику сразу двух болидов, как бы несущихся по трассе в непосредственной близости друг от друга.

3.4. Вазовская труба.

Российский автопром обзавелся собственной полноразмерной АТ только в 1988 г. Труба была построена на Дмитровском автополигоне под Москвой.

Рис 3.11 Дмитровский автополигон под Москвой.

До этого для продувки автомобилей использовались авиационные трубы, но они были не слишком приспособлены. Масштабные модели продувались на кафедре механики МГУ, а на заключительном этапе разработки полноразмерные образцы испытывались в ЦАГИ и на западных автомобильных фирмах Re-nault, Porsche и др.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13