В чем разница между спойлером и крылом?

Вы когда-нибудь задумывались, можно ли использовать термины «спойлер» и «крыло» взаимозаменяемо? Нельзя, и вот почему.

В чем разница между спойлером и крылом? Являются ли эти два понятия одним и тем же и могут ли эти термины использоваться взаимозаменяемо? Не совсем, хотя у некоторых автомобилей, например у нового Porsche 911 GT3 RS , есть и антикрыло, и спойлер. Поскольку и спойлеры, и крылья являются аэродинамическими надстройками автомобиля, многие энтузиасты стали использовать эти термины взаимозаменяемо. Хотя верно то, что и спойлеры, и крылья выполняют аэродинамические функции, их эффекты и режимы работы совершенно разные.

Простое различие между этими двумя понятиями и есть их предназначение. Крыло почти исключительно предназначено для увеличения прижимной силы автомобиля, в то время как спойлер используется для прерывания потока воздуха над кузовом автомобиля для достижения конкретных аэродинамических целей, будь то уменьшение лобового сопротивления, защита окон от дорожной грязи или повышение эффективности. спойлер.

Как работает крыло: обратный полет

Самый простой способ визуализировать функцию крыла — рассмотреть профиль крыла самолета, также известный как форма аэродинамического профиля. Поскольку самолетам необходимо создавать подъемную силу, чтобы взлетать и оставаться в полете, их крылья имеют форму, создающую область низкого давления над их верхней поверхностью и область более высокого давления под их нижней поверхностью.

Это достигается за счет увеличения верхней поверхности крыла по сравнению с нижней поверхностью, что ускоряет поток воздуха, обтекающего верхнюю часть крыла, и создает над крылом область низкого давления. Затем разница давлений между верхней и нижней поверхностями крыла создает подъемную силу. Важно отметить, что воздух должен проходить над обеими поверхностями крыла, чтобы создать подъемную силу — исключение одной стороны крыла из уравнения сделает его полностью неэффективным. Крылья также создают аэродинамическое сопротивление, которое создает дополнительную нагрузку на двигательную установку и увеличивает расход топлива.

Теперь рассмотрим автомобильное крыло, которое обычно устанавливается на задней части автомобиля или рядом с ней. Если бы здесь была применена форма аэродинамического профиля так же, как она используется в самолетах, крыло создавало бы подъемную силу, делая заднюю часть автомобиля неустойчивой. Однако переворачивание аэродинамического профиля вверх дном создаст отрицательную подъемную силу и попытается толкнуть заднюю часть автомобиля на дорогу. Это называется прижимной силой, и использование крыла для ее достижения является самым простым способом улучшить устойчивость автомобиля на скорости, хотя и за счет дополнительного сопротивления автомобиля.

Именно это дополнительное сопротивление привело к тому, что аэродинамические профили потеряли популярность как средство увеличения прижимной силы в автомобильных приложениях. С 1960-х годов инженеры изучают способы достижения прижимной силы, не подвергаясь присущему крыльям штрафному сопротивлению, и прогресс в этом отношении был таким, что теперь большие крылья в основном используются в хардкорных гоночных автомобилях. Тем не менее, дорожные исполнения существуют, например, на новом Porsche 911 GT3 RS, который использует массивное крыло с верхней подвеской и функцией DRS .

Чтобы решить проблему лобового сопротивления, производители оснащают многие современные крылья активными аэродинамическими функциями. На более низких скоростях, когда прижимная сила крыла все еще сравнительно незначительна, но аэродинамическое сопротивление уже значительно, активная аэродинамика позволяет убирать крыло или устанавливать его под другим углом, чтобы минимизировать аэродинамическое сопротивление.

На высоких скоростях, когда прижимная сила в крутых поворотах становится критической для удержания автомобиля на асфальте, крыло выдвигается или меняет угол наклона для создания прижимной силы. Некоторые приложения даже разворачивают крыло только в определенных условиях, убирая его по прямой линии, чтобы уменьшить сопротивление, прежде чем подняться или принять более агрессивный угол при торможении или при управлении рулем.

Крылья имеют некоторые определенные недостатки, и преодоление этих недостатков часто влечет за собой дополнительную сложность и более интеллектуальные системы управления. Такова, к сожалению, природа крыльев, и в реальной жизни очень сложно иметь лучшее из обоих миров.

Как работает спойлер: все об этом воздушном потоке

Спойлеры — это совсем другое, и причина их внедрения — в самом термине: они портят поток воздуха над поверхностью кузова автомобиля для достижения определенных целей. Мы обсудили необходимость обтекания крыла с обеих сторон воздушным потоком для создания подъемной или прижимной силы, но интерцепторы не имеют такого же требования, потому что они работают по разным принципам.

Спойлеры нарушают поток воздуха над поверхностью автомобиля либо для направления воздушного потока в определенном направлении, либо для разрушения вызывающих сопротивление вихрей вокруг автомобиля. Суть в том, что они воздействуют только на воздушный поток вблизи поверхности кузова автомобиля, а не дальше от него, как это делают крылья. Спойлеры часто используются в передней части автомобиля, монтируются под передним бампером, чтобы направить поток воздуха от днища автомобиля и вместо этого направить его на автомобиль.

Это приводит к снижению давления воздуха под передней частью автомобиля и, таким образом, к уменьшению подъемной силы передней оси, что опять же приносит дивиденды в виде устойчивости на высоких скоростях. В других случаях спойлеры можно использовать для направления воздушного потока снаружи автомобиля, чтобы избежать помех от вихрей, создаваемых вращающимися колесами рядом с нишами колес, или для направления воздуха прямо в эти вихри, чтобы разбить их и уменьшить общее сопротивление.

Наконец, губной спойлер на крышке багажника автомобиля также будет очищать воздух позади автомобиля, снова уменьшая сопротивление, позволяя воздуху чисто отделяться от кузова, а не цепляться за него.

Спойлеры, установленные на задней кромке крыши автомобиля, также могут замедлять воздушный поток там, где линия крыши соприкасается с задним ветровым стеклом, заставляя воздух следовать за задним ветровым стеклом автомобиля в багажник, где он может более эффективно использоваться установленным на багажнике крылом. или просто устраните вызывающий сопротивление турбулентный поток на крышке багажника автомобиля. Вихревые генераторы на крыше Mitsubishi Evo IX MR прекрасно демонстрируют этот принцип — эти маленькие ребра на задней кромке крыши на самом деле уменьшают аэродинамическое сопротивление и в то же время очищают воздушный поток от заднего спойлера.

Крылья и спойлеры также часто используются в унисон. Отличным примером является F82 BMW M4 GTS , где крышка багажника имеет форму небольшого спойлера, установленного на заднем крае крышки багажника. Это создает стабильный воздушный карман в области между крышкой багажника и задним ветровым стеклом, помогая воздушному потоку плавно переходить с крыши автомобиля на высокое заднее крыло, что приводит к более эффективному созданию прижимной силы и уменьшению сопротивления. Aston Martin DBX707 меняет эти роли на противоположные, с его крылом на краю крыши и встроенным спойлером для очистки потока воздуха после того, как воздух прошел через спойлер.

Улучшит ли установка крыльев и спойлеров аэродинамику моего автомобиля?

Крайне маловероятно, что добавление дополнительных спойлеров и крыльев значительно улучшит аэродинамику вашего автомобиля, если у вас нет доступа к аэродинамической трубе и программному обеспечению CFD (Computational Fluid Dynamics), с помощью которого можно проверить их влияние на ваш автомобиль. Однако получение полного обвеса OEM для вашего автомобиля — это совсем другое дело, потому что инженеры потратили месяцы в аэродинамической трубе, чтобы точно настроить его функциональность.

Однако имейте в виду, что любые такие дополнения, скорее всего, только увеличат расход топлива автомобиля и не дадут реальных преимуществ на дороге. Это потому, что ваша скорость движения по дороге намного ниже порога, при котором любая прижимная сила может оказаться полезной. Если хотите, закажите этот OEM-комплект кузова, потому что, по крайней мере, он выглядит красиво, но не ожидайте больших преимуществ, пока не отправитесь на трассу.

Много полезной и интересной информации вы можете посмотреть на сайте vmauto.spb.ru