Что такое прижимная сила?

Каждая мельчайшая деталь экстерьера автомобилей высшего класса, таких как McLaren 620R, и профессиональных гоночных автомобилей, таких как IndyCar или болид Формулы-1, разработана таким образом, чтобы механическая физика работала в интересах водителя. Каждый миллиметр кузова влияет на то, как автомобиль движется и работает, и отношение автомобиля к воздуху, который он прорезает, имеет первостепенное значение. Важнейшей частью этой взаимосвязи является прижимная сила, которая может быть использована и применена аэродинамическими деталями по всей форме автомобиля. Наука о прижимной силе может быть довольно глубокой, но мы здесь, чтобы дать обзор того, что это значит, и понять, почему это важно для повышения производительности.

Чтобы определить прижимную силу всего парой слов, это вертикальная нагрузка, создаваемая аэродинамическими частями автомобиля во время его движения. Если еще больше упростить, внешние компоненты автомобиля разделяются, направляют и направляют поток воздуха таким образом, что он толкает автомобиль вниз и увеличивает сцепление с дорогой и устойчивость. Передние сплиттеры, утки (также известные как пикирующие самолеты), задние спойлеры, передние спойлеры, те массивные регулируемые воздушные крылья, которые Chaparral прикрепляли к своим крутым гоночным автомобилям Can Am в свое время, и другие аэродинамические детали создают прижимную силу. Прижимная сила удерживает автомобили на дороге на высокой скорости и обеспечивает плотное прижатие шин к дороге для максимального сцепления.

Что хорошо в прижимной силе, так это то, что ее можно использовать как на высоких, так и на низких скоростях относительно возможностей автомобиля. Прижимная сила часто ассоциируется с высокоскоростным вождением, особенно с прохождением поворотов, как, например, IndyCar, которому требуется каждое крошечное сцепление с дорогой, которое он может собрать, когда он проходит по трассе Гран-при Лонг-Бич. Шасси, разработанное Dallara, является ярким примером из-за интенсивного использования аэродинамических элементов.

Однако прижимная сила влияет и на характеристики на низких скоростях — вот почему вы часто увидите сильно модифицированные автомобили для автокросса с массивными крыльями. Несмотря на то, что на узких трассах для автокросса часто встречаются низкоскоростные участки, автомобили с большими крыльями по-прежнему могут использовать этот воздух, чтобы сохранять устойчивость и сокращать время пробега на тысячные доли секунды.

В зависимости от обстоятельств и стиля вождения автомобили могут иметь слишком большую или даже несбалансированную прижимную силу. Из-за дополнительного веса, вызванного прижимной силой, неправильно отрегулированное крыло или спойлер могут вызвать слишком большое аэродинамическое сопротивление и замедлить автомобиль, особенно если у автомобиля недостаточно хорошее соотношение мощности и веса. Вот почему любое крыло, стоящее своего веса в захвате, регулируется, то есть вы можете изменить угол, под которым воздух соприкасается и движется над ним. Некоторые из них можно настроить двумя или тремя способами, в то время как многие профессиональные приложения можно настроить более чем 10 способами. Многие другие части аэродинамического обвеса гоночного автомобиля также регулируются, особенно носовая часть.

Прижимная сила важна как в поворотах, так и при торможении. Для трасс с большим количеством прямых и меньшим количеством низкоскоростных технических участков угол наклона различных компонентов, добавляющих прижимную силу автомобиля, не так важен, а это означает, что они расположены таким образом, чтобы по-прежнему создавать прижимную силу, не вызывая такого большого сопротивления. На трассах с большим количеством низкоскоростных технических участков и меньшим количеством прямых эти компоненты будут расположены под большим углом, чтобы добавить больше прижимной силы для увеличения сцепления на поворотах и ​​торможения, поскольку сопротивление не вызывает беспокойства.

Балансировка прижимной силы также имеет решающее значение. Если у автомобиля массивное антикрыло сзади и нет переднего сплиттера, чтобы сбалансировать его спереди, автомобиль может демонстрировать недостаточную поворачиваемость, поскольку заднее антикрыло разгружает переднюю часть и крадет решающее сцепление с дорогой. Настройка подвески также имеет к этому отношение, но мы оставим это для будущего блога.

Прижимная сила является важнейшим компонентом спортивного вождения и даже обладает преимуществами для повышения устойчивости уличных автомобилей, например, ее интеграция в оригинальную Audi TT для контроля задней части. Мы надеемся, что вы усвоите это базовое объяснение и будете следовать ему, пока мы будем больше обсуждать аэродинамику в будущем.

В этом коротком видеоролике профессиональный гонщик Нельсон Пике-младший объясняет основы аэродинамики болида Формулы E и то, как прижимная сила применяется к этим гоночным автомобилям.

Часто задаваемые вопросы о прижимной силе

В. Замедляет ли прижимная сила машину?

А . Всегда есть компромисс между прижимной силой и сопротивлением, и все сводится к используемому шасси и трассе, по которой он движется. Если у автомобиля большая прижимная сила, это замедлит его движение по прямой.

В. Хороша ли прижимная сила в автомобиле?

А . Вообще говоря, да! Но слишком большое сопротивление может привести к торможению автомобиля и снижению расхода топлива.

В. Что означает низкая прижимная сила?

А . Это означает, что автомобиль будет иметь большую скорость на прямых, но меньшее сцепление с дорогой в поворотах. Противоположным является высокая прижимная сила.

В. Как рассчитывается прижимная сила?

В «Гонщике» А. Оккама есть отличное объяснение того, как рассчитывается прижимная сила крыла, которое использует уравнение:прижимная сила =1/2p * A * Cl * V^2. Он также включает в себя несколько отличных ссылок для продолжения выяснения научных измерений. Чтобы углубиться, на Formula1-Dictionary.net есть подробное объяснение расчета общей прижимной силы автомобиля.