Своим появлением в «гражданской» жизни, автомобильный спойлер обязан любителям тюнинга, а также тем, кто жаждал улучшить динамические свойства своего автомобиля, при этом кардинально изменить его внешность. На сегодняшний день, под понятием спойлер, принято подразумевать также дополнительные элементы обвеса автомобильного кузова, которые, так или иначе, предназначены для изменения характеристик и направления воздушного потока.
На сегодняшний день спойлер, как и прежде, выполняет вышеуказанные две основные функции, а его популярность только возрастает. Однако нужен ли он вашему «четырехколесному другу», решать только вам, но сначала вам необходимо определится с целью его установки, а также уточнить, не навредит ли он вашему автомобилю.
Правильный выбор спойлера способен в какой-то степени повлиять на аэродинамику кузова вашего автомобиля в лучшую сторону, более того, являясь также украшением, спойлер способен неплохо украсить внешний вид вашего «стального коня».
Другими словами, такой элемент тюнинга, как спойлер поможет автомобилю обрести повышенную степень устойчивости на дороге, а также обеспечит хорошую управляемость на большой скорости. Спойлер позволяет автомобилю более спокойно проходить повороты, исключив вероятность его преждевременного заноса.
Иногда, именно благодаря спойлеру, сокращается попадание на стекла автомобиля различного рода грязи и воды, ввиду того, что меняется характеристика воздушного потока, которая действует на машину, когда она движется.
Специалистами было установлено, что спойлер «включается в работу» на скорости примерно 80-90 километров в час. Такая скорость позволяет спойлеру выполнять поставленные перед ним задачи. Для достижения оптимального управления и повышения устойчивости автомобиля, ему необходима определенная нагрузка на заднюю и переднюю часть кузова машины.
Передний спойлер (обвес)
Виной всему особенность конструкции автомобиля, дело в том, что во время его движения образуется аэродинамическая сила, заставляющая переднюю часть автомобиля приподниматься над дорогой, что в конечном итоге приводит к ухудшению управляемости, из-за недостаточного сцепления колес с дорожным покрытием. Альтернативой решения этой проблемы иногда становится применение переднего спойлера, который уменьшает поток воздуха, который проходит под автомобилем. Подобную функцию способен выполнять также и задний спойлер, его целесообразно применять на автомобиле, имеющего задний привод, что в итоге позволяет обеспечить воздействие прижимной аэродинамической силы именно на заднюю ось, обеспечивая лучший контакт колес с дорожным покрытием.
В принципе, для любого автомобиля в независимости от типа привода, появление дополнительной прижимающей нагрузки, при помощи воздушного потока, позволяет увеличить эффективность торможения. Прекрасно справляются с этой задачей и боковые спойлеры, именуемые иногда «расширителями порогов». Для того чтобы уменьшить фронтальное сопротивление кузова воздушному потоку, устанавливают передние спойлеры - наклонных обтекателей.
При помощи спойлеров, которые способны менять направление воздушного потока или его завихрение, можно избавиться от загрязнений задней части кузова, а также лобового стекла. Но это при условии, что спойлер вы установите правильно, подобрав при этом необходимый угол установки, к слову, такая работа под силу разве что профессионалам.
Поэтому, выбирая спойлер, учитывайте спецификацию и функциональное предназначение каждого вида, это позволит вам определиться с необходимостью установки этого элемента тюнинга как такового, а также поможет вам быстрее сделать правильный выбор.
Маленькие магазинчики узкой специализации, которые торгуют автозапчастями, а также авторынки, могут предложить вам довольно низкую цену за «неплохой с виду» экземпляр, однако 80% такого рода продукции никакой, кроме как украшать ваш автомобиль, функции выполнять не будут, потому что просто не способны на это.
Отдайте предпочтение более качественным моделям, имеющих соответствующую стоимость. В таком случае вы не выбросите свои деньги «в окно», поскольку фирменные спойлеры обладают всеми надлежащими качествами и способны действительно «работать» на благо вашего авто, а не попросту удовлетворять вашу эстетическую потребность в красоте. По этому критерию также необходимо осуществлять и установку спойлера, поверьте, от профессионализма мастера зависит очень много, в первую очередь степень его полезности на вашем автомобиле.
Отдельным вопросом хочу поднять тему определения с материалом, из которого сделан спойлер. Большая часть современных спойлеров производятся из пластика. Существуют также более дорогие аналоги, выполненные из карбона. Что такое карбон объяснять не буду, отмечу только, что модели из этого материала пользуются большим спросом ввиду своей прочности и оригинальности, они имеют хорошее качество, при этом отличаются довольно высокой стоимостью. Не редко можно встретить алюминиевые модели, которые помогают придать своему автомобилю неповторимости и большей привлекательности в сравнение с пластмассовыми собратьями.
Существенным недостатком пластикового спойлера является, сравнительно небольшой срок службы. Прямые солнечные лучи и различная «дорожная химия» пагубно влияют на такие модели спойлеров. Это по большому счету касается представителей из стеклопластика, так как именно из него изготавливается основная масса «рыночных подделок. Исключением в этом вопросе можно считать так называемый пластик АБС, который отличается своей прекрасной практичностью.
Вопрос выбора модели в принципе — личное дело каждого и, как правило, зависит от финансовых возможностей личных предпочтений владельца автомобиля. Основная масса спойлеров имеет довольно привлекательный спортивный, а иногда и агрессивный вид. Спойлер способен подчеркнуть стиль и принадлежность автомобиля к тому или иному классу, а также дополнить дизайн внешнего вида практически любого авто.
Приняв во внимание вышеприведенные основные моменты, которые объясняют назначение такого устройства, как спойлер и его возможности, вы непременно сделаете правильный обдуманный выбор, а благодаря профессиональной консультации специалистов тюнинг-ателье, которые занимаются их установкой, вы станете счастливым обладателем оригинального и стильного авто.
Работает, как перевернутое крыло самолета. Тогда как именно работает крыло самолета? Ответ на этот вопрос заложен в основах аэродинамики и элементарной физики. Если опустить все нюансы и прочие сложности, то возникновение подъемной силы у самолета и прижимной силы у автомобиля – это не такой и сложный процесс. Данное явления основывается на разнице давления с разных сторон крыла(спойлера). У автомобильного спойлера зона низкого давление образовывается под ним(под спойлером), тем самым, прижимая его к земле. Вместе со спойлером прижимается и задняя часть кузова, обеспечивая лучшее сцепление задних колес с дорожным покрытием.
Спойлер - не одиночка
Но использования одного спойлера, без специальных обвесов, бессмысленно. А иногда, даже, и опасно. Чем больше скорость автомобиля, тем больше воздуха он рассекает. Это приводи к худшему сцеплению с дорогой, и если в такой момент сильнее прижать заднюю ось, то передняя утратит устойчивость, что может привести к ДТП. Поэтому, при установке спойлера на багажник автомобиля, нужно также позаботиться о аэродинамики автомобиля в передней части. Для этого существуют специальные обвесы и бампера. Она своей конструкцией уменьшают количество проходимого под машиной воздуха, что положительно сказывается на устойчивости автомобиля.Стоит помнить!
При установке подобных элементов кузова нужно помнить, что все они увеличивают сопротивление воздуха во время движения, что уменьшает максимальную скорость и увеличивает расход топлива. Особенно это критично при средних и больших скоростях.Именно поэтому наилучшими спойлерами считаются те, которые способны изменять высоту и угол наклона в зависимости от скорости движения автомобиля. Так на малых и средних скоростях, когда устойчивость автомобиля достаточно велика, спойлер можно поднять совсем немного, а угол его наклона будет минимален. На большой же скорости, наоборот – высота и угол наклона должны быть максимальны. Это прибавит устойчивости, но ухудшит аэродинамику. Но ради безопасности нужно чем-то жертвовать.
Боковые обвесы
Очень важную роль играют и боковые обвесы , ведь правильно сконструированные боковой обвес автомобиля, будет способствовать более быстрому прохождению воздуха под автомобилем. Это уменьшит подъемную силу воздушного потока и увеличивает сцепление с дорогой.При установки подобных элементов кузова нужно помнить о том, что любое вмешательство в конструкцию автомобиля влечет за собой последствия как положительные, так и отрицательные. И нужно правильно оценить ситуацию, что бы количество положительных аспектов превышало количество отрицательных. Безопасность жизни превыше всего, а автомобиль – это лишь железо, которое рано или поздно придется выбросить.
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
Во-первых, необходимо понимать разницу между спойлером и крылом. Спойлеры чаще всего располагаются ближе к кузову автомобиля и помогают тормозить поток воздуха. Крылья размещаются гораздо выше и посредством своей аэродинамики создают прижимную силу. Крылья напоминают самолетные, только перевернутые вверх ногами. Как же тогда работают крылья самолета?
Сейчас возьмем сложный вопрос и разъясним ответ на него доступным языком. Конечно же, необходимо учесть множество сложных параметров, но сейчас мы говорим об основных принципах конструкции крыла и спойлера и рассматриваем только то, какие преимущества они дают характеристикам автомобиля. Если объяснить в упрощенной форме, то быстро движущийся воздух создает силу, когда противоположная сторона объекта замедляет воздух.
Для проверки этой теории возьмите два листа бумаги и держите их кончиками пальцев таким образом, чтобы расстояние между ними было около 1 дюйма. Затем подуйте в этот промежуток, и вы увидите, что листы притягиваются друг к другу. И это не то, чего вы ожидали увидеть. Быстро движущийся воздух создает в промежутке между листами область низкого давления, из-за этого листы и притягиваются друг к другу.
Одно крыло или спойлер, установленные на задней части машины, не улучшат ее характеристик, хотя автомобиль определенно будет выглядеть круче. Чтобы создать подъемную или прижимную силу, нужно, чтобы воздух с одной стороны аэродинамической поверхности двигался быстрее, чем с другой, создавая силу, направленную в сторону более быстрого потока. Конечно, вы вряд ли захотите установить на свою машину крылья от самолета, поэтому для создания прижимной силы мы используем простой двухэтажный воздушный тормоз.
Значение угла атаки или отклонения оказывает влияние на величину получаемой прижимной силы. Чем больше угол, тем больше будет прижимная сила, но за это придется платить большим сопротивлением. В большинстве крыльев используются две расположенные под углом поверхности, создающие две ступени торможения, направляя воздух над крылом по более короткому пути.
Размышляя о принципе работы спойлеров и конструкции крыла, необходимо отметить, что воздух должен проходить больший путь вдоль одной стороны крыла. Для этого нужно либо увеличить площадь одной из сторон, либо размещать препятствие на другой стороне для торможения потока воздуха. Это приводит нас к необходимости учитывать геометрию всего корпуса автомобиля и то, какое влияние она оказывает на прижимную/подъемную силу.
Если вы посмотрите на типичную форму кузова автомобиля, то увидите, что воздух будет двигаться быстрее и пройдет большее расстояние вдоль верхней части автомобиля. И это приводит к появлению подъемной силы. Открытие люка на крыше на большой скорости может еще больше усугубить ситуацию. Поэтому стандартный автомобиль при движении с гоночными скоростями становится нестабильным и опасно быстро теряет сцепление с дорожным полотном и управляемость.
Вследствие эффекта Коанда после отклонения поток воздуха продолжит проходить вдоль отражающей поверхности до конца спойлера. Это можно сравнить с перемещением потока жидкости или газа вдоль поверхности, если поднести бок чашки под струю воды: обратите внимание, что произойдет с потоком после того, как он сорвется с кривого бока чашки. Сейчас мы уже начинаем понимать, что простая установка спойлера на багажник автомобиля не имеет никакого отношения к изменению аэродинамики.
Представьте себе, что автомобиль это качели, при нажатии на заднюю часть которых передняя будет слегка подниматься. После установки спойлера на багажник на высоких скоростях передняя часть автомобиля будет становиться легче. Для переднеприводной машины это очень нежелательно, да и заднеприводным автомобилем все еще нужно управлять, поэтому ослабление сцепления с дорогой при подъеме передней части также нежелательно.
Для борьбы с подъемом передней части можно использовать передние делители, переднюю и заднюю юбки, которые создают прижимную силу и управляют потоком воздуха, проходящим под автомобилем. Когда вы начнете перенаправлять поток воздуха поверх автомобиля, вы получите эффект торможения, снижающий скорость и экономичность езды, так что есть очень тонкая грань между эффективной и неэффективной конструкцией спойлера и крыла.
Иногда на гонках Формулы 1 и других автомобильных соревнованиях вы могли видеть зрелищные аварии, когда автомобиль поднимался в воздух на кочке, а спойлеры только помогали машине взлететь и разбиться. В некоторых машинах создается прижимная сила, превышающая их вес, что дает возможность двигаться вверх ногами по крыше туннеля (если не задумываться о том, как туда попасть).
Лучшие крылья регулируемые, дающие водителю возможность корректировать их характеристики в зависимости от дорожных условий. Так, на медленной трассе с большим числом поворотов потребуется настройка, сильно отличающаяся от подходящей для быстрого трека с длинными прямыми. Также они устанавливаются высоко над багажником, чтобы задействовать воздух, обтекающий автомобиль сверху. Вертикальные предкрылки на спойлере увеличивают стабильность автомобиля на прямой, часто их можно увидеть на спойлерах для мотоциклов.
Боковые юбки и обшивки ускоряют поток воздуха, проходящий под машиной, и улучшают устойчивость на поворотах. Для лучшего эффекта рекомендуется не просто открыть каталог аксессуаров и заказать спойлер с красивыми наклейками. Вместо этого пойдите к спортивному механику и получите заднее крыло, подходящее для вашего автомобиля и ваших требований. Бесполезно устанавливать только один задний спойлер, так как это только усилит шум при движении. Нужны подходящие юбки и модернизация днища автомобиля с целью создания дополнительной прижимной силы.
Крылья начинают создавать заметную прижимную силу на скорости около 80 км в час, но до достижения 110 км в час они практически не улучшают управляемость автомобиля. Спойлеры могут снизить аэродинамическое сопротивление вашей машины, но не намного лучше, чем просто дизайнерские улучшения.
Подводя итоги, отметим, что спойлер предназначен для торможения потока воздуха. Автомобиль из-за своей аэродинамической формы (путь воздуха поверх машины гораздо длиннее, чем под ней, как и у крыла) создает подъемную силу в задней части кузова, а спойлер тормозит поток воздуха, уменьшая подъем. Спойлер не создает прижимной силы, он просто уменьшает подъем. Крыло же, установленное высоко и создающее прижимную силу, помогает улучшить сцеплеие с дорогой и управляемость автомобиля на больших скоростях.
Тюнинг автомобилей нынче в моде. Кроме разных обвесов и других модных элементов популярностью пользуются спойлеры на машину. Одни водители воспринимают их как элементы дизайна, другие уверены в том, что данный элемент кузова предоставляет некоторые преимущества. Давайте попробуем в этом разобраться.
Зачем спойлер на машине?
Начнем с простого. Данный элемент задает стиль всему автомобилю и делает его спортивным, уникальным. Именно для стайлинга авто он используется в первую очередь. Во вторую очередь его применяют как практичный элемент, который улучшает аэродинамику автомобиля, перенаправляя потоки воздуха. Если говорить простыми словами, то спойлер на большой скорости позволяет прижать зад автомобиля к трассе, что будет способствовать лучшему сцеплению колес с асфальтом. На машинах без спойлера на большой скорости зад приподнимается под действием потока воздуха под кузовом машины. Сцепление по данной причине ухудшается.
Как работает спойлер на машине?
На большой скорости встречный поток воздуха становится сильным. Он попадает под днище автомобиля и приподнимает кузов над дорогой. Сзади автомобиля образуются вихревые потоки воздуха, которые немного его тормозят. Все это увеличивает аэродинамические нагрузки на машину. Спойлер позволяет направить потоки в нужную сторону, что исключит лишние нагрузки.
Рекомендуется устанавливать два спойлера: спереди и сзади. Задний прижимает зад автомобиля к трассе на больших скоростях, что позволяет немного разгрузить переднюю ось. Элемент спереди прижимает переднюю ось. На нем также могут быть встроены дефлекторы, которые направляют поток воздуха на тормозные колодки или диски, что способствует их лучшему охлаждению.
Классификация
В зависимости от того, чего именно хочет добиться владелец, внося данный конструктивный элемент в дизайн, спойлеры можно разделить.
По дизайну они бывают:
- Кастомы. Производятся по индивидуальному дизайну заказчика. Это дорогая уникальная вещь, которая более не встречается нигде.
- Заводские. Производятся на заводе, выпускаются большими партиями и имеют вид заводского конструктивного элемента.
По способу крепления:
- Опорные. Крепятся с помощью специальных опор, которые часто являются простыми саморезами или болтами. Несмотря на грубость, это достаточно надежный крепеж.
- Липкие. Можно догадаться о способе крепления уже из названия. Крепятся такие спойлеры с помощью двустороннего скотча или клея. Надежность такого крепления не вызывает доверия. Были случаи, когда на большой скорости такие элементы банально слетали с автомобилей.
По месту установки:
- Задние. Обычно они устанавливаются на багажниках или ниже заднего стекла.
- Для крыши. Чаще всего устанавливаются на хэтчбеках, задней двери.
- Юбки для заднего и переднего бампера.
- Диффузоры. Их невозможно заметить, т. к. установлены они под днищем кузова.
- Боковые спойлеры, представляющие собой накладки на порог машины.
По применению:
- Универсальные - могут быть установлены на многие машины.
- Специальные - ставятся только на конкретную модель еще на заводе.
Преимущества
Спойлер на машину может иметь как преимущества, так и недостатки. Начнем с того, что это не просто дорогая игрушка, а дорогой конструктивный элемент, который может даже навредить автомобилю. Если его будет устанавливать человек, не разбирающийся в теме, то он, скорее всего, произведет монтаж неправильно. И тогда такой элемент на машине будет бесполезен, а на большой скорости даже опасен. Тогда зачем нужен спойлер на машине? Его главное назначение - усиление сцепления шин с дорогой, повышение управляемости. Этого можно добиться только в случае правильной установки.
Итак, главное преимущество установки этого конструктивного элемента - улучшение управляемости автомобиля за счет повышения коэффициента сцепления задних колес с дорогой. Машину не будет сносить в стороны.
Второе преимущество - снижение расхода топлива. Потоки воздуха на большой скорости создают сопротивление движению автомобиля, из-за чего возникает ощущение, что он притормаживает. Водитель при этом пытается сохранить скорость и давит педаль газа, что ведет к перерасходу топлива. Спойлер позволяет снизить сопротивление воздуха, что обуславливает снижение расхода бензина.
Дополнительная безопасность - это еще одна причина, поясняющая, для чего нужен спойлер на машине. Из-за того что данная деталь перенаправляет потоки воздуха при движении, вероятность заноса транспорта снижается, и он становится более маневренным. Риск попасть в аварию снижается. Также он делает торможение более эффективным, особенно зимой. А если по бокам будут установлены дополнительные пороговые расширители, то эффективность торможения будет еще выше.
Недостатки
Недостатки имеют место только в том случае, если этот элемент будет установлен неверно. Неправильное положение относительно встречных потоков воздуха значительно ухудшит аэродинамику, сопротивление воздуху будет увеличено, а это приведет к дополнительному расходу топлива. Также автомобиль в случае падения управляемости намного сложнее выпрямить, а при большой скорости просвет между дорогой и днищем сильно уменьшится. Это опасно при плохих дорогах. Все эти недостатки явно просматриваются у пластиковых спойлеров на машину.
Заключение
Правильно установленный спойлер действительно полезен и эффективен, поэтому желание многих владельцев его установить логично. Некоторые водители хотят знать, как сделать спойлер на машину самостоятельно, но занятие это плохое. Чтобы сделать самостоятельно спойлер, необходимо произвести аэродинамический расчет автомобиля и только затем определить форму будущего элемента и место его установки. В противном случае он пойдет во вред, поэтому самостоятельно его сделать и установить не получится.
