Аэродинамика автомобиля

1.

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«Братский Промышленный Техникум»
«Аэродинамика автомобиля»
Выполнил: Парфиненко Я.В.
Группа: МР-3
Проверил: Преподаватель физики
Братск 2025 г.
Мамчиц В.Н.

2.

Актуальность Темы
В условиях современной автомобильной индустрии, где
конкуренция становится всё более жёсткой, аэродинамические
характеристики автомобиля приобретают всё большее
значение.
Они влияют не только на скорость и динамику автомобиля, но
и на его экономичность, безопасность и комфорт.

3.

Цели и задачи:
1.
Изучить основные принципы аэродинамики и
их применение в автомобиле.
2.
Исследовать влияние аэродинамических
характеристик на расход топлива автомобиля.
3.
Выявить ключевые факторы, влияющие на
сопротивление воздуха при движении
автомобиля.
4.
Определить оптимальную форму кузова,
способствующую снижению
аэродинамического сопротивления.
5.
Узнать как различные
элементы обвеса/тюнинга (Например:
спойлер, диффузор) влияют на
аэродинамические показатели автомобиля.
6.
Доказать важность аэродинамики для
повышения общей эффективности и
безопасности автомобиля.

4.

1. Что же такое - аэродинамика?
Аэродинамика (от др.-греч. ἀηρ — воздух и δύναμις — сила) — раздел
механики сплошных сред, в котором целью исследований является изучение
закономерностей движения воздушных потоков и их взаимодействия с
препятствиями и движущимися телами.
Автомобильная аэродинамика — это изучение аэродинамики дорожных
транспортных средств. Её основные цели — снижение сопротивления воздуха и
шума от ветра, минимизация шумового загрязнения и предотвращение
нежелательных подъемных сил и других причин аэродинамической
неустойчивости на высоких скоростях. В этом случае воздух также считается
жидкостью. Для некоторых классов гоночных автомобилей также может быть
важно создавать прижимную силу для улучшения сцепления с дорогой и,
следовательно, проходимости поворотов.

5.

Основные понятия автомобильной
аэродинамики:
Коэффициент аэродинамического сопротивления (Cd): Этот
параметр показывает, насколько хорошо автомобиль "разрезает"
воздух. Чем ниже Cd, тем меньше сопротивление воздуха.
Подъемная сила: Сила, которая поднимает автомобиль вверх. В
идеале, подъемная сила должна быть минимальной или даже
отрицательной, чтобы улучшить сцепление колес с дорогой.
Боковая сила: Сила, которая действует на автомобиль сбоку.
Боковая сила может возникнуть из-за ветра или при повороте,
Важно, чтобы боковая сила не приводила к потере устойчиваости.

6.

Оптимизация формы кузова: Обтекаемая форма кузова снижает
сопротивление воздуха.
Применение
аэродинамических
принципов в
автомобиле:
Использование спойлеров и антикрыльев: Эти элементы создают
дополнительную прижимную силу и улучшают устойчивость
автомобиля.
Установка диффузоров: Диффузоры направляют поток воздуха под
днищем автомобиля, создавая дополнительную прижимную силу.
Закрытие колесных арок: Это уменьшает турбулентность воздуха
вокруг колеса и снижает сопротивление.
Использование активных аэродинамических элементов:
Некоторые современные автомобили оснащены активными
элементами, которые могут изменять свою форму в зависимости от
скорости и условий движения, тем самым оптимизируя аэродинамику.

7.

2. Влияние
Аэродинамики
на
Автомобиль
Чем лучше аэродинамика
(меньше коэффициент
сопротивления), тем выше
максимальная скорость
автомобиля при той же
мощности двигателя.
Сила аэродинамического
сопротивления растёт
пропорционально квадрату
скорости, поэтому на высоких
скоростях аэродинамика играет
решающую роль.

8.

Влияние
аэродинамики на
расход топлива
Аэродинамика серьёзно влияет на то, как
быстро едет машина и сколько топлива
она расходует.
Представьте что воздух - это река, а
машина - лодка. Если форма лодки
хорошая, она будет легко рассекать воду и
плыть быстрее.
То же самое происходит и с машиной в
воздухе:
Если её форма обтекаемая, она меньше
сопротивляется и тратит меньше топлива.

9.

3. факторы,
влияющие на
сопротивление
воздуха при
движении
автомобиля:
Форма кузова. Чем меньше локальных завихрений,
мешающих нормальному перетеканию струек
воздуха, тем меньше будет сила лобового
сопротивления.
Сопротивление трения. Оно обусловлено
«прилипанием» к поверхности кузова слоёв
перемещающегося воздуха, вследствие чего
воздушный поток теряет скорость. Величина
сопротивления трения зависит от свойств
материала отделки поверхности кузова, а также от
его состояния.
Выступающие части автомобиля. На величину
сопротивления влияют дверные ручки, рычаги
стеклоочистителей, колёсные колпаки и прочие
детали.
Скорость движения. Чем быстрее едет машина,
тем большее сопротивление оказывает на неё
воздух.

10.

4. Оптимальная форма
кузова автомобиля 20 века
• Аэродинамически
прорывным
легковым автомобилем стал Rumpler
Tropfenwagen (в дословном переводе
кузов-капля) 1921 года, который был
совершенно не похожим на другие
автомобили своим целостным кузовом,
оригинальным дизайном и инженерной
конструкцией.
• Коэффициент лобового сопротивления
(Cd) Rumpler равен всего 0,28, что
удивило более поздних инженеров и
является
конкурентоспособным
значением даже сегодня.

11.

Оптимальная форма кузова автомобиля
• Нидерландский стартап Lightyear
показал прототип своего первого
автомобиля в 2019 году: на его разработку
у создателей ушло примерно шесть лет.
• Lightyear 0 представляет собой крупный
пятиместный лифтбек с обтекаемым
кузовом. Его длина равна 5083 мм,
ширина – 1972 мм, а высота – 1445 мм.
Теперь производитель отправил свой
первый серийный автомобиль в
аэродинамическую трубу: оказалось, что
его коэффициент лобового сопротивления
составляет всего 0,175.

12.

5. Виды и функции аэродинамического тюнинга
Итак, аэродинамические обвесы – это набор внешних модификаций автомобиля,
предназначенных для улучшения аэродинамических характеристик. Вот основные
виды аэродинамического обвеса:
Передний бампер:
Улучшает прижимную силу передней части автомобиля.
Направляет воздушный поток для охлаждения тормозов и двигателя.
↓ Прямо с завода ↓
↓ С модификацией ↓

13.

Боковые пороги:
Уменьшение боковых завихрений:
Боковые пороги предотвращают попадание воздуха под боковые части автомобиля,
уменьшая боковые завихрения и улучшая аэродинамику.
Защита кузова:
Они также защищают нижнюю часть кузова от грязи, камней и других повреждений

14.

Диффузор:
Создание зоны пониженного давления:
Диффузор расположенный в задней части автомобиля, ускоряет поток воздуха, выходящий изпод автомобиля. Это создает зону пониженного давления, которая "притягивает" автомобиль к
дороге, увеличивая прижимную силу.
Улучшение аэродинамики:
Диффузор помогает упорядочить воздушный поток, выходящий из-под автомобиля, тем самым
уменьшая турбулентность и сопротивление.
↓ Прямо с завода ↓
↓ С модификацией ↓

15.

Спойлер/Антикрыло:
Увеличение прижимной силы:
Спойлер или антикрыло создает дополнительную прижимную силу на заднюю ось
автомобиля. Это особенно важно для спортивных автомобилей, где это улучшает
сцепление с дорогой и управляемость в поворотах.
Улучшение стабильности:
Прижимная сила помогает стабилизировать автомобиль на высоких скоростях.
↓ Прямо с завода ↓
↓ С модификацией ↓

16.

6. Важность
аэродинамики
Аэродинамика - Это Ключ, Эффективность и Безопасность
Автомобиля.
Эффективность:
Снижение сопротивления воздуха = меньше расход топлива и
выше максимальная скорость.
Оптимизированный поток воздуха улучшает динамику разгона и
управляемость.
Безопасность:
Прижимная сила от спойлеров/антикрыльев повышает сцепление,
особенно на высоких скоростях.
Уменьшение риска опрокидывания автомобиля при боковом ветре.
Улучшенное охлаждение тормозов и двигателя предотвращает
перегрев.
Улучшение управляемости автомобиля.

17.

Итог:
Из всей сказанной информации можно понять, что
аэродинамика является неотъемлемой частью конструкции
современного автомобиля, влияя на его эффективность,
безопасность и динамические характеристики.