Для вас фура - это просто большое транспортное средство, которое не вызывает никакого интереса. А вот если подумать в другом ключе, то получится, что гигантский прямоугольный ящик проталкивается сквозь воздух на скорости 90 км/ч и мы почти никогда не задумываемся о проблемах физики этого движения.
Между тем за последние годы у грузовиков появилась малозаметная, но очень умная аэродинамика. Под прицепами появляются юбки и делают складывающиеся хвосты сзади. Они выглядят глупо, но позволяют тем же самым фурам сжигать заметно меньше топлива, а значит - экономить деньги и уменьшать выбросы.
Давайте разберёмся по-человечески и без формул. Что это за странные конструкции на прицепах, почему они появились и как именно помогают грузовику резать воздух.
Обычный полуприцеп - это кошмар
С точки зрения физики классический полуприцеп - почти самая худшая форма, какую только можно использовать.
Плоский лоб тягача и прицепа создают большую стену, которой приходится буквально продавливать воздух. В огромный просвет под прицепом заходит воздух, закручивается в вихри и тормозит машину. Позади прицепа воздух не успевает плавно обтечь поверхность и образует зону разрежения, из-за которой грузовик будто держат за хвост.
На больших скоростях именно сопротивление воздуха, а не трение шин, становится главным врагом топливной экономичности. Чем хуже форма тем больше дизеля уходит просто на то, чтобы перетаскивать вокруг себя воздушную бурю.
Так и появились разные модификации, которые вам кажутся нелепыми.
Юбки под прицепом
Если вы видели на трассе фуру, у которой под прицепом вдоль боков тянутся длинные гладкие панели, то это и были юбки полуприцепа.
Юбка по сути есть большая боковая панель, закрывающая просвет между передней и задней осями прицепа. Она крепится к нижнему краю боковины и тянется почти по всей длине прицепа. Изготавливается она из алюминия, пластика или стеклопластика и часто имеет модульную конструкцию, чтобы можно было подгонять под прицепы разной длины без участия болгарки.
Вес одной такой системы - примерно от 70 до 160 кг. Для многотонной фуры это не так уж много, особенно если учесть, что она экономит сотни литров топлива в год.
Пластиковые и композитные юбки живут дольше. Они лучше выдерживают удары льдом, бордюрами, сугробами и прочими радостями жизни большегрузов.
Без юбки воздух подтекает под днище прицепа. Внутри образуются турбулентные вихри, воздух закручивается и колотится под днищем. На это закручивание тратится энергия, которую мы сожгли в двигателе. Ведь этот странный вихрь образует что-то типа воздушной подушки и очень сильно мешает движению.
Юбка делает простую, но гениальную вещь - она не даёт воздуху влетать под прицеп. Поток обтекает фуру более гладко, вихрей становится меньше и сопротивление движению уменьшается.
Чем ниже юбка к дороге, тем меньше воздуха просачивается снизу и тем заметнее эффект. Экономия топлива с использованием юбок выросла с примерно до 7%. Для фуры, которая мотает сотни тысяч километров в год, это очень большие деньги.
Странный хвост полуприцепа
Если юбки борются с вихрями под прицепом, то задние обтекатели (их ещё называют хвосты прицепа) решают вторую большую проблему - зону разрежения за фурой.
Сама конструкция сначала напоминает что-то для удобства работы на терминале. Кажется, что это некое подобие сцепки двух вагонов, чтобы можно было таскать груз из полуприцепа на склад в любую погоду. Но нет, функция этой штуки совсем другая.
Когда обтекающий воздух доходит до задней стенки полуприцепа, он внезапно обрывается. Воздух не успевает плавно вернуться на обычное место и как будто падает с крыши прицепа, возникает область пониженного давления.
Позади прицепа формируется зона разрежения и оно словно тянет прицеп назад. Плоская задняя стенка работает как огромный «якорь» в потоке.
Это не какая-то мелочь и на скорости 80–90 км/ч эта воздушная яма сильно влияет на расход топлива.
Самое логичное, что можно сделать - менять форму задней стенки, чтобы поток не срывался резко. Так и появились задние обтекатели или хвосты.
Задний обтекатель - это набор панелей, которые выдвигаются из задней части прицепа и формируют укороченный конус. Они обычно складываются гармошкой, чтобы не мешать при погрузке, а в разложенном виде удлиняют прицеп, формируя сужающийся хвост.
Такая форма гораздо ближе к идеалу с точки зрения аэродинамики, чем обрубленный короб.
Хвост прицепа может дать порядка 1 - 5% экономии топлива.
А почему конструктивно такое сразу не делают?
Всё это время мы говорили об этакой кустарщине. Но почему бы не делать все эти доработки сразу на заводе?
На самом деле над этим уже работают. Есть целые программы, вроде американского проекта SuperTruck, где крупные компании разрабатывают грузовики нового поколения. Тягачи, прицепы, полуприцепы, обтекатели, юбки и хвосты - всё сразу проектируется как единая система.
Основная идея сделать кузов и прицеп не просто обвешанными панелями, а изначально аэродинамичными объектами и оптимизировать форму кабины, зазоры между тягачом и прицепом, днище, колёса и всё остальное.
В рамках таких проектов уже показывали фуры, которые потребляют значительно меньше топлива, чем обычные серийные машины. А юбки и хвосты - одна из ключевых составляющих этой экономии. Только в том случае они выполняются как единый слаженный проект.
⚡ Ещё больше интересного в моём Telegram!
Хочется помочь проекту? Просто поставьте лайк 👍 и подписывайтесь на канал ✔️! Напишите комментарий и поделитесь статьёй с друзьями