Что такое скорость?
Скорость - это векторная физическая величина, которая характеризует быстроту перемещения тела относительно выбранной системы отсчёта.
Сейчас речь пойдёт о скорости автомобиля. Существует много способов изменить её, но мы рассмотрим именно изменение прижимной силой.
Что такое прижимная сила и что она делает?
Прижимная сила – аэродинамическая сила, прижимающая автомобиль к дорожному покрытию. Она повышает сцепление колёс автомобиля с дорогой, что улучшает манёвренность автомобиля, его торможение, а также разгон.
Как можно изменить прижимную силу?
Прижимную силу можно изменить несколькими способами:
- С помощью граунд-эффекта
- С помощью антикрыла
- С помощью диффузора
- С помощью спойлера
Разберём каждый из способов.
Граунд-эффект
Граунд-эффект – влияние близости подстилающей поверхности на аэродинамику движущегося автомобиля. В автоспорте он используется для создания области низкого давления между днищем автомобиля и поверхностью трассы.
Граунд-эффект зависит от величины зазора между днищем автомобиля и поверхностью трассы: чем больше этот зазор, тем меньше влияние граунд-эффекта и, как следствие, прижимной силы на автомобиль.
Антикрыло
Антикрыло – аэродинамическое приспособление для увеличения силы сцепления автомобиля с дорожным покрытием. Оно создает прижимную силу при отрицательном угле атаки (угол между направлением вектора скорости потока воздуха на тело потока и продольным направлением) благодаря изменению направления потока воздуха согласно Третьему закону Ньютона. Воздух направляется вверх, а антикрыло прижимается вниз.
Прижимная сила, созданная антикрылом увеличивает предельную силу трения между колесами и покрытием, что позволяет автомобилю переносить большие ускорения без заносов. Обычно ускорение при прохождении поворотов и торможении равно 1-1,1g, а с использованием антикрыла – 5g, т.к. прижимная сила в несколько раз превышает вес автомобиля.
Диффузор
Диффузор – часть обвеса автомобиля, преобразующая кинетическую энергию набегающего потока воздуха в повышение давления, обеспечивающая клиновидное расширение зазора под днищем автомобиля в его задней части.
Из-за взаимодействия потока воздуха с поверхностью дороги в расширяющемся просвете, под днищем автомобиля образуется разряжение, прижимающее автомобиль к покрытию. Это явление можно объяснить эффектом Вентури.
- Эффект Вентури: при протекании потока жидкости или газа через суженную часть трубы давление понижается.
- Из-за расширения просвета между днищем и покрытием к выходу и давлению воздуха на выходе, равного атмосферному, давление под днищем будет ниже атмосферного, т.е. пониженным
Спойлер
Спойлер – набор элементов автомобиля, изменяющий аэродинамические свойства кузова автомобиля, перенаправляя воздушные потоки для уменьшения сопротивления автомобиля и увеличения прижимной силы.
Существует два вида спойлеров - передний и задний.
1. Передний спойлер располагается на бампере автомобиля и отклоняет основной поток воздуха от днища, а также снижает сопротивление трения потока воздуха с днищем, из-за чего понижается давление под передней частью автомобиля, что увеличивает прижимную силу
2. Задний спойлер располагается на крышке багажника автомобиля и увеличивает давление воздуха над задней частью автомобиля, тем самым повышая прижимную силу и уменьшая сопротивление.
Сравнительная характеристика
Вывод
- Прижимная сила создается вследствие воздействия на кузов автомобиля потока воздуха, что улучшает сцепление колес автомобиля с дорожным покрытием, тем самым повышая его скорость. Следовательно, чем больше прижимная сила, тем больше скорость
- Существует несколько способов изменения прижимной силы. Из них только 1 её понижает, а остальные – повышают, т.е. только 1 способ уменьшает скорость, остальные - увеличивают
