Граунд-эффект: различия между версиями

944 байта добавлено ,  4 года назад
(→‎Предпосылки: Пропеллер -> вентилятор и более мелкие правки)
{{о|аэродинамике автомобилей|эффекте дляблизости низколетящихповерхности самолётовв авиации|Экранный эффект}}
'''Граунд-эффект''' ({{lang-en|Ground effect}} — эффект близости поверхности, '''эффект земли'''<ref>[{{Cite web|url=http://www.ussr-autosport.ru/vocabulary.html|title=Терминология|author={{s|Рогачев А. А}}|website=Автоспорт в СССР. Терминология].|date=|publisher=|accessdate=2017-04-25}}</ref>) — влияние близости подстилающей поверхности на аэродинамические характеристики движущегося над ней тела. В автоспорте под этим понимают создание разрежения между днищем автомобиля и поверхностью трассы с целью создания дополнительной прижимной силы<ref>{{Книга|автор={{s|Кобыскан А. С.}}|часть=Словарь современной автоспортивной терминологии|заглавие=Лексикографические штудии 2014|ссылка=https://books.google.ru/books?id=MOLSCwAAQBAJ&pg=PA110&dq=%22%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%83%D0%BD%D0%B4-%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82%22&hl=ru#v=onepage&q=%22%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%83%D0%BD%D0%B4-%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%82%22&f=false|ответственный=отв. ред. {{s|Пятаева Н. В}}|издание=|место=Москва-Берлин|издательство=Директ-Медиа|год=2016|страницы=110|страниц=443|isbn=978-5-4475-6096-6|isbn2=}}</ref>.
 
== Предпосылки ==
В 1960-е годы создатели гоночных автомобилей стали обращать внимание на роль аэродинамики при движении автомобиля по трассе. Использование аэродинамических сил для прижима шин автомобиля к поверхности трассы позволяло проходить повороты на более высокой скорости. Наиболее очевидным решением было использованиеприменение [[Антикрыло|антикрыльев]] и [[Спойлер (автомобили)|спойлеров]], использующих для создания прижимной силы поток воздуха, проходящий над корпусом автомобиля. Однако, это решение имеет существенный недостаток: используемые для созданияобеспечения прижимной силы поверхности создают дополнительное [[лобовое сопротивление]], снижающее скорость автомобиля при движении по прямой. Конструкторы пытались исправить этот недостаток путём управления [[Угол атаки|углом атаки]] антикрыльев, но вскоре подвижные антикрылья были запрещены [[Международная автомобильная федерация|Международной автомобильной федерацией]] (FIA).
 
Другой возможностью создания прижимной силы являлось использование воздушного пространства под днищем автомобиля. Если обеспечить ускорение проходящего этим путём воздуха, то вследствие [[Эффект Вентури|эффекта Вентури]] под автомобилем создаётсявозникает область пониженного давления, обеспечивающаясоздающая дополнительную прижимную силу. Ещё одним способом снизить давление воздуха под автомобилем является активное откачивание его из этой зоны с помощью [[Вентилятор|вентилятороввентилятора]]<ref name=":0">{{Cite web|url=http://www.f1-portal.ru/index.php?id_news=4118|title=История о чайнике, утюге и пылесосе|author=Андрей Глушко|website=F1-Portal.ru|date=2010-01-27|accessdate=2017-04-24}}</ref>.
 
== Достоинства и недостатки ==
 
[[Файл:2001 Goodwood Festival of Speed Brabham BT46B Fan car.jpg|250px|thumb|{{S|Brabham BT46B}} "автомобиль-пылесос"]]
В 1978 году использовать вентилятор для создания граунд-эффекта попытался [[Марри, Гордон|Гордон Марри]], конструктор команды [[Брэбем (команда Формулы-1)|Брэбем]], в модели [[Brabham BT46|Brabham BT46В]]. Он пошёл на хитрость и объявил вентилятор элементом системы охлаждения двигателя. Автомобиль победил в первой же гонке, но был снят с дальнейших соревнований из-за жалоб соперников, повторив судьбу {{S|Chaparral 2J}}. В результате Lotus-79 оказался вне конкуренции и принёс команде [[Лотус (автогоночная команда)|Лотус]] победу в сезоне<ref name=":0" />.
 
Уже в следующем 1979 году граунд-эффект стали использовать и другие команды Формулы-1. На несколько лет он стал фактором, определяющим внешний вид и характеристики автомобилей Формулы-1. Но к достоинствам граунд-эффекта прилагались и его недостатки. Эффективность прижима зависела от стабильности зазора между днищем автомобиля и поверхностью трассы. Неидеальная аэродинамика приводила к продольным колебаниям автомобиля в движении — он качался с носа на корму и обратно. С этими проблемами боролись путём использования предельно жёсткой подвески, из-за чего пилоты гоночных автомобилей испытывали сильную тряску. Повышение скорости прохождения поворотов привело к увеличению поперечных перегрузок, которые начали превышать выносливость пилотов, вызывая кратковременные потери сознания. Подскок автомобиля на любой неровности или касание трассы днищем приводили к внезапному исчезновению прижимной силы и потере управления автомобилем.
Уже в следующем 1979 году граунд-эффект стали использовать и другие команды Формулы-1. Малая изученность явления приводила к нестабильной работе машины, которые колебалась в продольной плоскости, «приседая» с носа на корму и обратно. С этим пробовали бороться применением жёстких настроек подвески, однако подобное решение приводило к крайне некомфортной езде, когда пилот воспринимал своим телом буквально каждую неровность, что крайне выматывало гонщиков. Кроме малой изученности самого граунд-эффекта, к нестабильной работе машины приводило неровное дорожное покрытие, когда подскакивая на неровностях или езде по поребрикам, автомобили отрывали нос от асфальта и пропускали под днище большие массы воздуха. Получавшаяся воздушная подушка способствовала дальнейшему подъему и неуправляемому взлету автомобиля с последующей аварией. Наиболее известный случай произошел на гонке [[24 часа Ле-Мана 1999]] года, когда автомобиль «Мерседес», имевший недостаточную загруженность носа, на небольшом переломе трассы в конце прямой Унодьер, взлетел и пролетел кувыркаясь несколько десятков метров. Первый случай произошел во время практических заездов, второй во время гонки. Руководство решило снять оставшиеся машины, несмотря на их лидирование, во избежание возможных инцидентов. Первые два, по счастливой случайности, закончились благополучно.
[[Файл:Tyrrell 019 (cropped version).jpg|слева|мини|250x250пкс|Tyrrell 019 — первый автомобиль Формулы-1, получивший приподнятый «ангедральный нос»]]
Эти факторы вели к повышению аварийности, в результате чего FIA были предприняты изменения в правилах, ограничивающие использование граунд-эффекта: в 1981 году были запрещены эластичные «юбки» и установлен минимальный [[дорожный просвет]] 60 мм. А с 1983 года правила предписывают гоночным автомобилям иметь плоское днище от передней до задней оси<ref>{{Cite news|title=Техническое ретро: Ф1 от эры «граунд-эффекта» до конца XX века|author=Мэтт Соммерфилд|url=https://ru.motorsport.com/f1/news/tekhnicheskoe-retro-f1-ot-ery-graund-effekta-do-kontsa-xx-veka-874950/|work=Motorsport.com|date=2017-02-19|accessdate=2017-04-25}}</ref>. Несмотря на эти ограничения, граунд-эффект продолжает использоваться для создания дополнительной прижимной силы наряду с антикрыльями и спойлерами. Для ускорения проходящего под автомобилем воздушного потока используются приподнятая носовая часть автомобиля и расположенный позади задней оси [[Диффузор (автомобиль)|диффузор]]<ref name=":0" />.
 
[[Файл:Mercedes-Benz CLR rear 2009 Nurburgring.jpg|250px|thumb|справа|Mercedes-Benz_CLR, выступавший в 24 часах Ле-Мана 1999 года.]]
 
== Перспективы ==
После этого и других случаев ФИА с большой настороженностью относится к граунд-эффекту, принимая различные меры для его уменьшения. Однако широкоеШирокое распространение различных аэродинамических элементов на современных гоночных машинах приводит к образованию больших воздушных завихрений за машинами. Это затрудняет их преследование и обгон соперниками, что приводит к существенному снижению зрелищности автогонок. Граунд-эффект, безразличный к таким возмущениям, может уменьшить нужду в большом числе антикрыльев, открылков и спойлеров и улучшить ситуацию со зрелищностью. С 2018 г. в серии [[Indycar]] решено вновь прибегнуть к широкому использованию граунд-эффекта<ref>[http://www.indycar.com/News/2017/03/03-29-New-car-design-update 2018 new Indycar concept]</ref>.
 
== Примечания ==