Затраты на разработку аэродинамических автомобилей

Развитие работ по улучшению аэродинамики автомобиля связано с большими затратами. С одной стороны, должны вкладываться средства на испытательное оборудование — прежде всего, это аэродинамические трубы и климатические камеры. С другой стороны, требуются существенные затраты на проведение самих работ. И наконец, в связи с аэродинамическими и теплотехническими исследованиями может увеличиться время разработки автомобиля.

О том, какие усилия предпринимает автомобильная промышленность для улучшения аэродинамических свойств своих автомобилей, можно судить по большому количеству аэродинамических труб, которые были сооружены исключительно только для этой цели. Те трубы, площадь поперечного сечения потока в рабочей части которых больше площади миделя исследуемых в них автомобилей, указаны на рисунке 1. За исключением большой аэродинамической трубы фирмы «Локхид-Джорджия» речь идет о специальных автомобильных аэродинамических трубах; почти все крупные автомобилестроительные фирмы имеют такие трубы или начали их строить.

С целью повышения точности и достоверности результатов исследований повышаются требования к качеству применяемой аэродинамической трубы. Одновременно с повышением точности получаемых результатов, как правило, увеличиваются затраты на проведение работ.

Для получения коэффициента сопротивления воздуха c_W = 0,5 на аэродинамические исследования затрачиваются весьма незначительные средства. Если верить опубликованным в литературе сведениям, то, поставив такую консервативную цель, можно вообще не заниматься исследованиями в аэродинамической трубе. Нескольких замеров в малой аэродинамической трубе для моделей в масштабе 1:4 или даже 1:5 достаточно, чтобы обеспечить получение такого коэффициента. Время на разработку такого нового автомобиля не увеличивается.

Чтобы получить коэффициент аэродинамического сопротивления c_W = 0,4, потребуются уже гораздо большие затраты. В этом случае не обойтись без испытаний в большей аэродинамической трубе тщательно изготовленных моделей в натуральную величину. Причем эти испытания могут продолжаться в течение многих недель. Предложения по изменению формы необходимо согласовать с дизайнерами, конструкторами, технологами; процесс разработки нового автомобиля заметно растягивается по времени.

Если же нужно получить c_W = 0,3, то разработке автомобиля должна предшествовать разработка формы его кузова, которая при современном уровне развития аэродинамики автомобиля затягивается на несколько месяцев. В этом случае также необходимо проведение испытаний моделей автомобилей в натуральную величину в большой аэродинамической трубе. Величина затрат в каждом случае индивидуальна, поэтому назвать общие цифры нельзя.

Увеличению затрат на проведение работ, связанных с аэродинамикой автомобиля, можно противодействовать, проведя предварительно углубленный анализ уже имеющейся информации и используя теоретические методы обоснования принимаемых решений. Для части задач, таких, например, как проектирование системы отопления или системы охлаждения, такие методы уже имеются. Методы расчета обтекаемости автомобиля, все еще несовершенны и в процессе разработки автомобиля не используются.

В будущем методы расчета будут совершенствоваться, но полностью заменить экспериментальные работы не могут. Они будут способствовать лучшей подготовке к испытаниям и позволят целенаправленнее анализировать результаты. Тогда можно будет приостановить увеличение затрат — как в отношении стоимости проведения работ, так и в отношении их длительности по времени.

О тенденциях в развитии аэродинамики читайте также

1. Тенденции развития технических показателей автомобилей
2. Тенденции развития аэродинамических характеристик автомобиля

Есть вопросы? ЗАДАВАЙ!