Антикрыло
Антикрыло́ — это аэродинамическое приспособление для увеличения силы сцепления автомобиля с дорожным покрытием, расположенное на кузове, и имеющее зазор между своей плоскостью и поверхностью, к которой элемент крепится.
Принцип работы
Прижимающая сила антикрыла создаётся при отрицательном угле атаки за счёт изменения направления потока воздуха согласно третьему закону Ньютона[1]. Воздух направляется вверх, антикрыло прижимается вниз.
Созданная антикрылом прижимная сила увеличивает предельную силу трения между ведущими колесами и покрытием и, как следствие, позволяет автомобилю переносить большие ускорения без срыва в занос. В отсутствие антикрыла и других аэродинамических приспособлений предельное ускорение определяется характеристиками шин и покрытия и, как правило, не превышает 1,0–1,1 g (10–11 м/с2) со спортивными шинами в массовой продукции. Для сравнения, болиды Formula 1 могут проходить повороты и тормозить с ускорением до 5 g, в основном за счёт прижимной силы от антикрыльев и других элементов дизайна, которая в несколько раз превышает вес болида.
Существует и негативный эффект использования антикрыльев и диффузоров, заключающийся в увеличении сопротивления набегающему потоку воздуха, вследствие чего падает скорость, возрастает расход топлива[2] (англ.).
История
Уже в 1956 году швейцарский инженер (тогда студент инженерного факультета) Майкл Мэй установил первое антикрыло на Порше 550 в 1956 году. К участию в гонке Нюрбургринг он не был допущен из-за «ограничения видимости гонщикам», идущим позади него.
Следующую попытку сделал через десять лет американец Джим Холл. Его Chaparral 2E CanAm 1966 года с крылом, смонтированным на высоких подпорках, был немедленно скопирован другими командами североамериканской серии CanAm. Таким образом Chaparral 1966 года можно считать первым автомобилем с антикрылом который принимал участие в официальных соревнованиях и создал моду на антикрыло в автоспорте. Высокое расположение антикрыла привело к ряду аварий и призывам запретить его использование, но после консультаций с конструкторами крылья были сохранены, но с существенными ограничениями.
В 1968 году антикрыло пришло в Европейский автоспорт, его приняли на вооружение команды Формулы-1.
В начале 1969 года антикрыло появилось на мелкосерийном (выпущено 351) Mercury Cyclone Spoiler II, созданном для «омологации» к серии NASCAR. Позже в гонках серии появился Dodge Charger Daytona 1969 года с огромным антикрылом. В течение 1969 года спойлеры появились и на серийных автомобилях — на спортивных версиях американских масл-каров, таких как Pontiac GTO и Ford Mustang Mach 1. В течение 1970-х годов антикрылья распространились и на другие категории автомобилей[3].
В Европе важную роль в развитии автомобильной аэродинамики сыграли Porsche Carrera RS 1973 года с хвостом типа «утиный хвост» (duck tail) и Porsche 930 Turbo 1975 года с хвостом типа «китовый хвост» (whale tail). Однако оба автомобили имели хвост типа «спойлер» (по российской классификации), а не антикрыло. Значимым европейским автомобилем оснащенным антикрылом можно считать Lamborghini Countach LP400S 1978 года, аэродинамический обвес для которого разработал автомобильный спортивный инженер по фамилии Даллара.
В современных автомобилях
Последние поколения серийных спортивных автомобилей имеют антикрылья с регулируемым углом атаки.
Угол положения антикрыла изменяется в зависимости от скорости или ускорения:
- при умеренных скоростях (примерно до 140 км/ч) антикрыло «прячется»;
- при высоких исполняет свою функцию, нагружая заднюю ось;
- при высоком отрицательном ускорении (торможение или изменение траектории) антикрыло становится в агрессивный угол атаки (примерно 45 градусов) и притормаживает автомобиль (аналогично спойлерам самолёта).
В автоспорте управляемое антикрыло, как правило, запрещено. В Формуле-1, начиная с сезона 2011 года, разрешается использование системы DRS, которая позволяет автомобилю-преследователю изменять угол атаки крыла на специально отведённых для этого участках трассы.
Примечания
- What is Lift? (англ.). NASA Glenn Research Center (16 августа 2000). — «Lift occurs when a moving flow of gas is turned by a solid object. The flow is turned in one direction, and the lift is generated in the opposite direction, according to Newton's Third Law of action and reaction.». Дата обращения: 29 июня 2021. Архивировано 9 июня 2021 года.
- Rear Spoilers & Wings
- Макбит, 2017.
Литература
- Simon McBeath. Competition Car Aerodynamics. — Veloce Publishing Ltd, 2017. — 320 p. (англ.)