Чего только не придумают разработчики для улучшения многих характеристик автомобиля. Не исключением являются и антикрылья, заслуга которых уже давно оценена по достоинству. В этой статье вы побольше узнаете об этой очень полезной детали автомобиля.
Что такое антикрыло?
Антикрыло - это специальная деталь, предназначенная для улучшения сцепления колес с дорожным покрытием, а также улучшения аэродинамических свойств. Впервые это устройство было применено во время автогонок на гоночном болиде известного спортсмена Джона Холла.
Многие люди ошибочно путают две очень похожих детали: спойлер и антикрыло. Однако спойлер имеет другие аэродинамические особенности и принимает форму кузова, плотно облегая его по краям. Кроме того, спойлер имеет плотное крепление, плавно перетекающее в кузов автомашины. Антикрыло же крепится на специальных кронштейнах и делается намного выше задней части кузова. Многие автомобили и вовсе имеют антикрыло, значительно возвышающееся над кузовом.
Многие водители самостоятельно устанавливают антикрыло на свой автомобиль, совершенно не понимая его назначения. Неправильно установленное антикрыло не только не улучшит прижимную силу, но может запросто создать дополнительные проблемы в аэродинамике. Слишком поднятая передняя часть автомобиля ухудшает разгон делая его менее динамичнее, соответственно увеличивается расход топлива, а устойчивость становится только хуже. Исходя из этого, важно, чтобы антикрыло было установлено в нужном месте и имело правильный угол поворота.
Чтобы правильно применять антикрыло, его необходимо комбинировать вместе с передним спойлером. Для этого изготавливается специальный бампер, который направляет воздушный поток поверх кузова, или в радиатор и тормозные механизмы. Основная его задача - не допускать подъема передней части автомобиля.
Преимущества и недостатки антикрыла
Помимо своей прямой обязанности, антикрыло выполняет и другую функцию - улучшает внешний облик автомобиля, делая его более спортивным. Такое сочетание быстро выделяет автомобиль на фоне других. Кроме того, антикрыло обеспечивает такое прижимание автомобиля, которое защищает его от встречного потока грузовиков. Многие заметили, что при встречном разъезде с большегрузными автомобилями, легковой автомобиль слегка отбрасывает в сторону. Из-за этого можно запросто потерять управление. Антикрыло очень быстро решает эту проблему, равномерно распределяя воздушный поток. Таким образом, антикрыло обеспечивает не только хорошую аэродинамику, но и повышает безопасность вождения автомобиля.
У любой системы есть и недостатки. Пожалуй, главным из них является то, что антикрыло имеет слишком большие габариты и подойдет только для спортивных автомобилей. Применяя его на простых седанах, можно запросто утяжелить багажник и тогда его открывание станет большой проблемой. Кроме того, большое антикрыло мешает ставить автомобиль в низкий гараж. Естественно, оно цепляется за крышу и срывается.
Это все, что необходимо знать об антикрыльях. Если вы решитесь установить эту деталь на собственный автомобиль, то лучше всего доверить эту работу специалистам в этой области. Самостоятельная установка антикрыла может только навредить.
ОГЭ 2018 Физика Часть 1 Задание 20
Прочитайте текст и выполните задания 20-22.
Антикрыло
Рассмотрим движение жидкости в трубе переменного сечения (рис. 1). В широких частях трубы жидкость должна течь медленнее, чем в узких, так как количество жидкости, протекающей за одинаковые промежутки времени, одинаково для всех сечений трубы. Давление же внутри жидкости, которое измеряется с помощью манометрических трубок, ведёт себя обратным образом: давление жидкости больше там, где скорость движения жидкости меньше, и наоборот. Эта зависимость между скоростью жидкости и её давлением известна в физике как закон Бернулли. Закон Бернулли справедлив для жидкостей и газов.
Для увеличения прижимной силы, придавливающей автомобиль к дорожному покрытию, используется специальное приспособление – антикрыло. Рассмотрим сначала крыло симметричного профиля, установленное строго горизонтально (рис. 2а). В этом случае набегающие на него струйки воздуха будут огибать его совершенно одинаково и давление воздуха под и над крылом будет тоже одинаковым.
Теперь установим крыло под углом к потоку (рис. 2б). Скорость движения воздушного потока под нижней поверхностью крыла становится больше скорости над верхней поверхностью. Соответственно, давление воздуха на верхнюю поверхность крыла будет больше, чем давление на нижнюю поверхность. Из-за образовавшейся разности давлений возникает аэродинамическая сила(рис. 2б), вертикальная составляющая которой называется прижимной силой, а горизонтальная составляющая – силой лобового сопротивления.
Прижимная сила антикрыла возникает благодаря тому, что
Нередко на проезжающих мимо автомобилях приходится видеть установленный на крышку багажника спойлер, или как его еще называют антикрыло. Наверняка, вы задавились вопросом, для чего нужен этот спойлер, исполняет ли он какую-либо функцию, или это просто декоративный кузовной элемент и устанавливается в соответствии с предпочтениями владельца автомобиля? Именно на этот вопрос мы и попытаемся вам ответить в данной статье.
Две функции спойлера
Спойлеры могут устанавливаться на автомобиль как заводом-изготовителем, так и уже самим владельцем автомобиля. Как ни странно, но автомобильный спойлер имеет 2 назначения – функциональное и декоративное. В первом случае, спойлер буквально прижимает заднюю часть автомобиля к земле, когда тот движется на высокой скорости. В результате действия такой силы, автомобиль лучше держит дорогу, имеет полное сцепление колес с дорожным покрытием. Во втором случае, некоторые автомобили действительно гораздо лучше смотрятся с установленным антикрылом. Именно поэтому сам изготовитель предлагает автомобили с уже установленным антикрылом.
Исходя из всего сказанного можно сделать вывод, что существуют 2 вида автомобильных спойлеров: те, которые действительно работают, оказывают свое влияние на управляемость (но зачастую такие спойлеры выглядят очень неаккуратно, громоздко) и те, которые созданы как декорация (они более красивые, но никакой функциональной полезности не несут).
Спойлер в действии
Очень часто спойлер устанавливается на спортивные автомобили, цель которых – движение на немыслимых скоростях. При скорости свыше 100 км/час, воздушный поток, заполняя пространство, которое рассекает автомобиль, создает позади машины вихри, что, в свою очередь, приводит к снижению устойчивости автомобиля. Спойлер, как аэродинамический элемент, удерживает автомобиль рассекая воздушные вихри, не дает им раскачивать автомобиль. Однако во многих ситуациях, особенно, если автомобиль заднеприводный и, если он способен двигаться очень быстро, установка одного лишь заднего спойлера дает небольшой эффект в улучшении управляемости, напротив, при ведущей задней оси и установленным спойлером, приподнимается передок автомобиля, в результате чего машина будет гораздо хуже реагировать на поворот руля.. Кроме этого, значительно вырастает и расход топлива автомобиля.
Чтобы избежать потери управляемости на заднеприводном автомобиле, специалисты рекомендуют ставить 2 спойлера – один на крышку багажника, второй – на переднюю часть автомобиля. В простонародье передний спойлер называется обвес, функция его аналогична функциям заднего спойлера.
Недостатки спойлеров
Так как спойлер, по сути, оказывает прижимную силу, можно говорить о том, что в результате этого уменьшается дорожный просвет автомобиля, а при нынешнем состоянии наших дорог это весьма ощутимый недостаток. Во-вторых, в современных автомобилях заднее стекло имеет не слишком хороший обзор, так вот спойлер делает этот обзор еще менее удобным. Наконец, недостатком является и финансовая сторона: установка спойлеров в специализированных мастерских стоит весьма не дешево, а заниматься этой процедурой самостоятельно далеко не каждому под силу.
Исходя из всего сказанного, можно сделать вывод, что есть спойлеры, которые предназначены для повышения устойчивости автомобиля, а есть чисто декоративные. В любом случае, если вы преследуете хоть одну, хоть другую цель, вполне имеет смысл установить на свой автомобиль данный элемент. Во всяком случае, вреда от него точно не будет.
Порой, даже опытный водитель, в чем разница между антикрылом и спойлером, сформулировать не всегда-то и сможет. То есть объяснить на пальцах в стиле: это вот такая вот штука – каждый вполне в состоянии (ну, мол, сам понимаешь, что я имею в виду). А вот показать разницу постороннему, не связанному с автоделом, из разряда ни разу не грамотный, почти для всех – весьма затруднительно. А зря, стоило бы найти слова, поскольку многие начинающие и неопытные водители считают, что эти фишки нужны только для обозначения крутости владельца в глазах окружающих, то есть – для отвода глаз.
Данные приспособления были придуманы и установлены не просто так, а с какими-то целями, которые как раз и не всегда понятны среднестатистическому обывателю. Давайте попробуем разобраться в этом вопросе.
В чем разница между антикрылом и спойлером, на первый взгляд, хорошо как-то определил один знакомый автомеханик: «Первое торчит, второе сливается». Однако, это определение вовсе не объясняет те причины, исходя из которых люди тратят довольно немалые деньги для установки этих приспособлений.
Цели и задачи
Обе фишки в первую очередь выполняют даже функции разные: спойлеры улучшают аэродинамику корпуса и оптимизируют встречные воздушные потоки, а антикрыло на эти факторы действует скорее отрицательно, зато улучшает управляемость автомобилем. Спойлеры, грубо говоря, рассекают воздух, заставляют его обдувать машину более мелкими струями (кстати, их еще одно название – рассекатели).
При этом, в данном процессе разные спойлеры прижимают к дорожному полотну разные части машины. Попутно эти детали берут на себя функции защиты, отбивая от корпуса вылетающую из-под колес (своих и товарищей по дороге) грязь, комья и пыль.
Антикрыло, как уже сказано, предназначено в основном для совершенствования послушности управления автомобиля. Принцип его действия обозначен уже в названии: если крыло должно обеспечивать подъемную силу, то его противоположность – как раз прижимную. И сила эта действует исключительно на заднюю ось, придавливая капот с тыла к дорожному полотну. В качестве второй функции антикрыла можно упомянуть повышение устойчивости автомобиля на больших скоростях. Впрочем, это следствие все того же прижимающего эффекта.
Спойлеры
Чисто внешне они представляют собой как бы продолжение автомобильного корпуса. Монтируются они заподлицо с ним и кажутся неотъемлемой частью. Спереди спойлер ставится под бампер. Он направляет воздух так, что под днищем машины формируется низкое давление. Соответственно более высокое – сверху – давит на капот, прижимая его к земле. Этим и достигается определенный аэродинамический эффект.
Задние спойлеры могут быть установлены на багажнике или сверху на заднем стекле. В результате, последнее меньше пачкается во время езды, а задняя ось сильнее нагружается при сильном разгоне. Вследствие такого разделения потока (большой внизу, под днищем, малый – сзади, поверх багажника) в целом машина прижимается к дороге на всей своей протяженности.
Антикрыло: Оно бывает только одно и ставится сзади, на багажник. Монтируется оно не встык с поверхностью кузова, а на стойках. Самое простое устанавливается стационарно; более продвинутые могут складываться – в этом случае антикрыло поднимается при разгоне свыше 140 км/час. А уж вовсе крутое – в дороге еще и может менять горизонтальный наклон, учитывая скорость. При торможении антикрыло создает дополнительное сопротивление, сокращая тормозной путь.
За монтажом – к установщикам
И спойлеры, и антикрыло самостоятельно ставить не рекомендуется, если вы только не специалист в аэродинамике и не знакомы с подробностями правильных расчетов. Даже неправильный подбор, основанный на принципе «этот понравился больше», может значительно усилить сопротивление корпуса воздушным потокам – при том, что задачей было его снижение. А уж неграмотная установка вполне способна сделать из антикрыла самое настоящее крыло, приподнимающее задок автомобиля над дорожным полотном.
Зная, в чем разница между антикрылом и спойлером, можно представить себе и последствия некомпетентной установки спойлеров: машину в движении будет подбрасывать и водить туда-сюда по дороге. А уж расходы на топливо, будьте уверены, возрастут минимум процентов на 20-25: движку придется преодолевать дополнительное сопротивление атмосферной среды.
К удивлению многих автолюбителей и почитателей тюнинга, антикрыло и спойлер – разные по своему назначению устройства. Проведем небольшой экскурс в мир аэродинамики автомобиля, чтобы понять роль спойлера и заднего антикрыла.
Из теории аэродинамики
Антикрыло, что явствует уже из названия, является противоположностью крыла. Главный принцип работы крыла – создание подъемной силы. Разница давлений между нижней и верхней плоскостью профилированного тела была описана Бернулли. Именно профилированная форма крыла, при которой верхняя плоскость имеет большую площадь, используется в авиации для создания подъемной силы. В случае с антикрылом имеет место тот же физический процесс, но только крыло перевернуто. Таким образом, плоскость, на которой устанавливается приспособление, получает дополнительную прижимную силу. В этом и заключается основное предназначение аниткрыльев.
Как работает антикрыло на автомобиле
Площадь нижней части антикрыла больше площади верхней плоскости, поэтому воздух над антикрылом проходит быстрее. В нижней части создается область низкого давления, а в верхней – зона высока давления. Увеличению эффекта способствует расположение эпод отрицательным углом атаки. Между нижней частью и плоскостью, на которой установлено антикрыло, должно быть расстояние для прохождения воздушных потоков. Именно таким образом установка заднего и переднего антикрыльев придает автомобилю дополнительное давление на площадь контакта колеса с дорогой. Иными словами, увеличивается прижимная сила.
Немного о спойлере
Но для чего тогда спойлер? Этот термин в автомобильный мир также попал из авиации. В крыле самолета используются специальные многофункциональные интерцепторы, именуемые спойлерами. Их главное предназначение – противодействие подъемной силе. Что касается автомобильного спойлера, то это устройство для перенаправления воздушных потоков с целью уменьшения аэродинамического сопротивления. Дополнительной, но не менее важной, функцией заднего спойлера является отвод грязевых потоков. Во время движения на большой скорости позади автомобиля образовывается турбулентность, что приводит к засасыванию грязевых потоков, проходящих под днищем. Поэтому в конструкцию заднего спойлера заложена функция уменьшения турбулентности.
В автоспорте, как ни странно, спойлеры применяются для создания разряжения за автомобилем. Завихрения создают зону низкого давления у заднего бампера, что способствует увеличению прижимного усилия. Увеличивается скорость прохождения воздушных потоков под днищем автомобиля. В таком случае спойлер помогает всему кузову автомобиля выступать в роли антикрыла (нужно вспомнить закон Бернулли).
Основные характеристики
Подводя небольшие итоги, можно провести общее сравнение. Антикрыло:
- создает прижимное усилие;
- повышает коэффициент лобового сопротивления.
На гражданские автомобили монтируются только спойлеры, так как использование антикрыла ведет к возрастанию расхода топлива и, как следствие, количеству вредных веществ от выхлопных газов. Именно поэтому конструкторские бюро работают над уменьшением значения Сх (коэффициент воздушного сопротивления).
Чудеса аэродинамики
Заядлые автолюбители могут вспомнить классический аэродинамический элемент, используемый Porsche. Так называемый ducktail (утиный хвост), который получают многие заднемоторные спорткары. Название заднего антикрыла ducktail получить не может, так как не имеет расстояния между кузовом и нижней кромкой аэродинамического элемента. Но и спойлером задумка Порше быть не может, так как располагается задолго до места срыва воздушных потоков. А этот аспект – один из главных, если мы говорим об определении заднего спойлера.
Благодаря большому углу атаки ducktail значительно увеличивает прижимающую силу задней оси. А ведь именно эту роль выполняет антикрыло. Также за аэродинамическим элементом создается разряжение, что заставляет воздушные потоки скользить по кормовой части автомобиля, попутно захватывая горячий воздух с моторного отсека. Таким образом, инженеры решили две немаловажные задачи.
Многие современные спортивные автомобили имеют управляемое антикрыло. Оно не только может изменять угол атаки, но и вовсе быть единым целым с кузовом до определенного момента. Антикрыло автоматически выезжает при достижении определенной скорости, изменяет угол наклона в зависимости от тормозного усилия и интенсивности маневрирования.
Аэродинамика передней части
Несмотря на то что при упоминании спойлера у большинства людей возникает представление заднего аэродинамического аксессуара, к разряду распределителей воздушных потоков может быть отнесена даже «губа» переднего бампера. Такой передний спойлер отводит часть воздуха около дорожного полотна, направляя его обиход кузова автомобиля. «Юбка» позволяет уменьшить завихрения, которые неминуемо возникают при огибании деталей подвески, трансмиссии, выхлопной системы. Конструкторы современных авто пытаются сделать днище обтекаемым, пряча элементы под аэродинамическими кожухами.
В автоспорте применяются не только классические «юбки», но и более развитые спойлеры переднего бампера. Так называемые сплитеры, предназначение которых – отсекать наплывающий воздушный поток, пропуская его через внутренние каналы воздуховодов. Забираемый воздух может быть использован для охлаждения двигателя, тормозов либо для диффузора в заднем бампере.
В гонках на время возросшее сопротивление набегающему воздуху компенсируется увеличением мощности. Главная цель – улучшить управляемость автомобиля, устойчивость и эффективность торможения.
