занимательная аэродинамика

[sab123]

Уже некоторое время меня занимает вопрос про потоки воздуха над капотом автомобиля. Образуется ли там низкое или высокое давление? Вопрос этот связан с охлаждением на моем Мустанге: ему явно не хватает потока воздуха через радиатор, и хотелось бы эту ситуацию улучшить через снижение давления под капотом. Друг себе поставил капот с горбом обращенным назад, и говорит, что это сильно улучшило охлаждение. Но с другой стороны, может это только на стоячей машине, а на скорости не будет ли перед лобовым стеклом области высокого давления, которое попрет под капот? Но середина копота выглядит логичным местом для низкого давления. Тогда можно насверлить там дырок и решить вопрос легко и дешево.

Как проверить? Я как-то видел в книжке картинку, где машину облепили кусками веревки и гоняли на полигоне, используя трепыхание веревки для визаулизации воздушных потоков. Ну, веревка - это слишком сложно. Но я придумал доморощенную замену: шинкованую бумагу. Благо, шреддер дома есть. Шредим бумагу, потом лепим ленточки к машине маскировочной лентой (э-э-э как это по-русски? хрень, которой при покраске закрывают участки, которые не надо красить).

С гоночной машиной есть некая проблема, что на ней так просто по улице не поездишь. Поэтому я решил сначала испытать методику на своей повседневной машине. В которой есть два дополнительных плюса: Во-первых, у нее удобный для наблюдения плоский капот. Во-вторых, я уже примерно представляю, как ее обтекает воздух, из наблюдения снега зимой. Его просто подбрасывает вверх, так что на лобовое стекло он не попадает. Оно может быть неочевидно на первый взгляд, но Вольво-740 отличалась очень низким Cx для своего времени.

Итак, шреддим листок бумаги и лепим на капот. Снаружи и изнутри оно выглядит так:





Теперь катаемся по округе! Вот картинки с ростом скорости:

20 миль/ч



30 миль/ч



40 миль/ч



50 миль/ч



60 миль/ч





И вот видео:

25-35 миль/ч

25-35-50-60 миль/ч

Быстрее этого я ехать не пробовал. Слишком много внимания требуется на одновременное управление машиной и камерой, не говоря уже про ограничения скорости. Отдельный человек-оператор был бы удобен, еще лучше - оператор в другой машине.

Видно, что только полоски на носу трепещут, и с ростом скорости начинают трепетать полоски по бокам. Но на самом капоте все спокойно. Насколько я знаю, Вольво достигло низкого Cx путем того, что она своим тупым носом подбрасывает воздух вверх, и потом остальная часть машины залазит в этом воздушный мешок, не создавая дополнительного сопротивления. Что, вроде как, соответствует наблюдениям.

Метода работает, бумажки не рвутся как минимум до 60 миль в час.

Правда, вопрос с давлением все еще неясен. Логически рассуждая, движущийся над машиной воздух должен иметь более низкое давление, и высасывать туда воздух с капота. Но нужны дополнительные эксперименты. У меня валяется датчик давления воздуха от Форда, будем пробовать.

[English version : http://babkinracing.livejournal.com/14587.html ]

Comments

[vaddimka.livejournal.com]

Звук мотора классный, сколько литров? )

[sab123.livejournal.com]

2.3, 4 цилиндра. А звук да, солидный :-)

[vaddimka.livejournal.com]

Вообще я не совсем понял как вопрос по давлению воздуха связан с бумажными лентами.
Мотор охлаждается жидкостью, жидкость охлаждается в радиаторе, для того чтобы охладить мотор нужно охладить радиатор.
Выводы - нужно лучшее охлаждение радиатора. Если радиатор не справляется с рассеиванием тепла - нужен или больший радиатор или лучшее охлаждение (более мощный вентилятор например).
Для лучшего охлаждения радиатора обычно меняют решетку радиатора на крупноячеистую сетку, которая задерживает камешки, но дает доступ набегающему потоку воздуха. В случае с турбомоторами иногда делают забор воздуха для двигла откуда-нибудь из крыла, где воздух более холодный и не сильно пыльный. Но последнее на тепловой баланс влияет не сильно, скорее на мощность (холодный воздух имеет меньший объем, следовательно его больше помещается в цилиндры что дает более мощное горение ;)

[sab123.livejournal.com]

Чтобы воздух хорошо тек через радиатор, должна быть разница давлений между его сторонами. Крупноячеистая сетка и забор воздуха из-под крыльев у меня уже есть. И короб вокруг радиатора. Поэтому с частью создания давления снаружи у меня должно быть нормально.

Проблема, видимо, в том, чтобы воздух потом хорошо рассасывался из моторного отсека, а не создавал преграды поступлению нового воздуха. В этом плане забор воздуха из-под крыльев - это минус. Если мотор засасывает воздух из-под капота, то таким образом удается избавиться от большого его количества.

Еще один способ создать под мотором разрежение для высасывания воздуха - это передний спойлер. Он у меня уже тоже есть. Ситуацию он улучшил, но кардинально проблему не решил.

Тогда следующая идея - насверлить дырок в капоте и высасывать воздух вверх. Но для нее надо знать, над какой частью капота имеется разрежение, а над какой - наоборот. Чтоб не сделать хуже. Тут на сцене и появляются полоски.

[vaddimka.livejournal.com]

А охлаждающая жидкость и вентилятор в нормальном состоянии? Или мотор сильно форсированный?
По-идее разряжение должно быть где-то в центре капота, то есть между зон сжатия воздуха передней кромкой капота и лобовым стеклом. Можно поставить ноздрю как на субару, только ориентировать ее назад - будет высасывать )

[sab123.livejournal.com]

Мотор нынче совсем не форсированный. ОЖ, конечно, не совсем вода - где-то 1/3 антифриза, но там еще water wetter добавлен для лучшей теплоноскости.

Вентилятор по идее, если все поставлено правильно, то на скорости особо влиять не должен. Но влияет. Вентилятор у меня был хреновый, нынче поставил более новый.

[vaddimka.livejournal.com]

Я просто не понимаю, если мотор работает в штатном режиме, то он по-идее перегреваться не должен. Тем более если защиты картера не стоит и с доступом воздуха к радиатору все нормально. Или это конструктивный баг модели?
У меня двухлитровый престарелый мотор на тойоте, он в тридцатиградусную жару в пробках пока не думал перегреваться (ттт).

[sab123.livejournal.com]

Это не в пробках. Это когда в течение примерно получаса, а то и часа мотор живет большую часть времени с газом в пол. С краткими перерывами на торможение.

Ну, не то что бы совсем перегревался, но 235F (112С) - это все же многовато. И в планах имеется небольшое форсирование.

[vaddimka.livejournal.com]

Проще по-моему на покатушках просто капот откручивать ))

[sab123.livejournal.com]

Хуже будет. Ибо надо, чтоб воздух не болтался как попало, а шел через радиатор. Ну, не говоря уже о его сопротивлении.