ÓÄÊ 533. 6 ÂÅÊ ÀÝÐÎÄÈÍÀÌÈÊÈ ËÅÃÊÎÂÛÕ ÀÂÒÎÌÎÁÈËÅÉ

ê.ò.í. Êîðîëåâ Å.Â.1, ê.ò.í. Æàìàëîâ Ð.Ð.1,ê.ò.í. Áåðíàöêèé Â.Â.2 1Íèæåãîðîäñêèé ãîñóäàðñòâåííûé èíæåíåðíî-ýêîíîìè÷åñêèé óíèâåðñèòåò, Íèæíèé Íîâãîðîä, Ðîññèÿ 2Ìîñêîâñêèé ïîëèòåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò, Ìîñêâà, Ðîññèÿ [email protected]

 ñòàòüå àíàëèçèðóåòñÿ èçìåíåíèå âî âðåìåíè çíà÷åíèé êîýôôèöèåíòà Ñõ è àýðîäèíàìè÷åñêî- ãî ôàêòîðà äëÿ ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé âåäóùèõ ôèðì. Ïðèâîäÿòñÿ ðàñ÷åòíûå óðàâíåíèÿ àýðî- äèíàìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé êàê äëÿ âñåãî ìàññèâà ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé, òàê è ïðè ðàçáèâêå èõ íà êëàññû ïî åâðîïåéñêîé êëàññèôèêàöèè.  àíàëèçå èñïîëüçîâàíû äàííûå àýðîäèíàìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé îñíîâíûõ òèïîâ êóçîâîâ ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé, ïîëó÷åííûõ êàê ïðè ïðîâåäåíèè äî- ðîæíûõ èñïûòàíèé, òàê è ïðè ýêñïåðèìåíòå â àýðîäèíàìè÷åñêèõ òðóáàõ ñ ïîëíîìàñøòàáíûìè îáúåêòàìè. Ïðèâîäèòñÿ ïðèìåðû íåñîîòâåòñòâèÿ àýðîäèíàìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé è ðåçóëüòàòû êîððåëÿöèîííûõ èññëåäîâàíèé ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé ïîëó÷åííûõ â ðàçíûõ óñëîâèÿõ, â ðàçíûõ àýðîäèíàìè÷åñêèõ òðóáàõ è ñðàâíåíèå ñ äîðîæíûìè èñïûòàíèÿìè. Óêàçûâàþòñÿ ïðè÷èíû ýòèõ íåñîîòâåòñòâèé. Ïðèâîäÿòñÿ ïðèìåðû èçìåíåíèÿ àýðîäèíàìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé îò âðåìåíè âû- ïóñêà ïîêîëåíèé íåêîòîðûõ ìàðîê àâòîìîáèëåé. Óêàçûâàþòñÿ ëó÷øèå è õóäøèå àâòîìîáèëè ïî àýðîäèíàìè÷åñêèì ïîêàçàòåëÿì äëÿ âñåõ øåñòè êëàññîâ åâðîïåéñêîé êëàññèôèêàöèè. Íîâèçíîé ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëåíèå çàêîíîìåðíîñòè èçìåíåíèÿ àýðîäèíàìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé, â ÷àñòíîñòè àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà, äëÿ âñåãî ïåðèîäà ðàçâèòèÿ àâòîìîáèëèçàöèè, ÷òî òðåáóåò èñïîëü- çîâàíèÿ áîëüøîãî ìàññèâà äàííûõ. Òàêæå ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû àíàëèçà. Ðåçóëüòàòîì àíàëè- çà ÿâëÿåòñÿ âûâîä î ñíèæåíèè âåëè÷èíû àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé äëÿ âñåãî âðåìåíè àâòîìîáèëèçàöèè ñ èçìåíåíèåì âíåøíåé ôîðìû êóçîâà.

Êëþ÷åâûå ñëîâà: âðåìÿ, èçìåíåíèÿ, àâòîìîáèëü, âîçäóøíîå ñîïðîòèâëåíèå, êîýôôèöèåíò Ñõ, àýðîäèíàìè÷åñêèé ôàêòîð, êëàññû àâòîìîáèëåé, ðàñ÷åò.

Ââåäåíèå Îáðàùàåò íà ñåáÿ âíèìàíèå òîò ôàêò, ÷òî Öåëüþ äàííîé ñòàòüè ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëåíèå äëÿ êîíêðåòíîãî ëåãêîâîãî àâòîìîáèëÿ â îïó- çàâèñèìîñòè âîçäóøíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ëåã- áëèêîâàííûõ òåõíè÷åñêèõ äàííûõ ïðèâîäÿòñÿ êîâûõ àâòîìîáèëåé îò âíåøíåé ôîðìû êóçîâà, ðàçíûå âåëè÷èíû êîýôôèöèåíòà ëîáîâîãî âîç- êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ ôóíêöèåé âðåìåíè. Ýòî ïðåä- äóøíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ. ïîëàãàåò îïðåäåëåíèå àýðîäèíàìè÷åñêèõ ïîêà- Ïðåäñòàâëåíèå îá èñòîðè÷åñêîì èçìåíå- çàòåëåé àâòîìîáèëåé ïî ðàñ÷åòíûì óðàâíåíèÿì. íèè àýðîäèíàìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé âîçìîæíî  äàííîé ñòàòüå äëÿ àíàëèçà èñïîëüçîâàíû ïîëó÷èòü èç îïóáëèêîâàííûõ íåìíîãî÷èñ- âåëè÷èíû êîýôôèöèåíòà ëîáîâîãî âîçäóøíîãî ëåííûõ íàó÷íûõ ñòàòåé. Íî òàêîå ïðåäñòàâ- ñîïðîòèâëåíèÿ Ñõ è àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàê- ëåíèå ÿâëÿåòñÿ íåïîëíûì, íà íàø âçãëÿä, òîðà ÑõF. Âåëè÷èíà àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòî- èç-çà ìàëîãî îáúåìà ïðèâåäåííîãî ìàòåðèàëà, ðà ÑõF îïðåäåëÿåòñÿ ïðîèçâåäåíèåì çíà÷åíèé ìàëîé äîñòîâåðíîñòè íåêîòîðûõ äàííûõ. Íå- êîýôôèöèåíòà âîçäóøíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ è îáõîäèìî ðàñøèðèòü ìàññèâ àýðîäèíàìè÷å- ïëîùàäè ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ àâòîìîáèëÿ. ñêèõ ïîêàçàòåëåé àâòîìîáèëåé, ÷òîáû äåëàòü Àíàëèçó ïîäâåðãàëèñü ñåðèéíî âûïóñêàåìûå âûâîäû ïî âñåé èñòîðèè àâòîìîáèëèçàöèè. àâòîìîáèëè ñ êóçîâàìè ñåäàí, õàò÷áåê, ôàñò- Íàïðèìåð, íà ìåæäóíàðîäíîé êîíôåðåíöèè áåê è óíèâåðñàë. Àâòîìîáèëè ñ îòêðûòûìè è àâòîìîáèëüíûõ àýðîäèíàìèêîâ â 2010 ã. ñïå- ñïîðòèâíûìè êóçîâàìè íå ðàññìàòðèâàëèñü. öèàëèñòàìè íåìåöêîé êîìïàíèè «Àóäè» íà Íà äîñòîâåðíîñòü àíàëèçà âëèÿþò ðàçëè÷íûå îñíîâàíèè ðåçóëüòàòîâ àýðîäèíàìè÷åñêèõ ôàêòîðû: â ïåðâóþ î÷åðåäü, âåëè÷èíà èññëå- èñïûòàíèé 20 àâòîìîáèëåé ðàçíûõ òèïîâ è äóåìîãî ìàññèâà àâòîìîáèëåé, ñïîñîá îïðåäå- êëàññîâ ñäåëàí âûâîä î ñòàáèëüíîñòè âåëè- ëåíèÿ ïëîùàäè ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ, âðåìÿ è ÷èíû àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà. Ïðè ýòîì ìåñòî ïðîâåäåíèÿ àýðîäèíàìè÷åñêîãî ýêñïåðè- â àíàëèçå ó÷àñòâîâàëè àâòîìîáèëè ðàçíûõ ìåíòà è äàæå òèï óñòàíîâëåííîãî äâèãàòåëÿ. òèïîâ è ðàçíûõ êëàññîâ.

40 © Êîðîëåâ Å.Â., Æàìàëîâ Ð.Ð., Áåðíàöêèé Â.Â., 2018 Âåê àýðîäèíàìèêè ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé

Ìåòîäû è ñïîñîáû Ñõ = +0,001; ÀÒ DB – Ñõ = –0,002; ÀÒ Fiat –  äàííîé ñòàòüå èç èìåþùåãîñÿ â íàøåì Ñõ = –0,003; ÀÒ DNW – Ñõ = +0,003; ðàñïîðÿæåíèè ìàññèâà àýðîäèíàìè÷åñêèõ ïî- ÀÒ VW – Ñõ = +(0,004 – 0,052). êàçàòåëåé äëÿ áîëåå 7 òûñÿ÷ ëåãêîâûõ àâòîìî- Àâòîìîáèëü 1974 ã. âûïóñêà Citroen CX: ÀÒ áèëåé èñïîëüçîâàíû ïîðÿäêà 1,5 òûñÿ÷è â ñèëó MIRA – Cx = 0,39; ÀÒ Saint-Cyr – Cx = 0,378; óêàçàííûõ âûøå îãðàíè÷åíèé. ÀÒ VW – Cx = 0,4. Êàæäîìó ýòàïó àâòîìîáèëèçàöèè ñîîò- Àâòîìîáèëü 1975 ã. âûïóñêà Ford Fiesta: âåòñòâóþò îïðåäåëåííûå êîíöåïöèè ôîðìîî- ÀÒ MIRA – Ñõ = 0,43; 0,44; ÀÒ Saint-Cyr – áðàçîâàíèÿ àâòîìîáèëüíîãî êóçîâà. Îòëè÷èÿ Ñõ = 0,41; ÀÒ VW – Cx = 0,43. àâòîìîáèëüíûõ êóçîâîâ âíóòðè êàæäîãî ýòàïà Àâòîìîáèëü 1980 ãîäà âûïóñêà : íå íîñÿò ãëîáàëüíûé õàðàêòåð. Äëÿ íèõ èçìå- ÀÒ MIRA – Ñõ = 0,41; ÀÒ D – Cx = 0,39; 0,401; íåíèÿ ãåîìåòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ, îïèñûâàþ- ÀÒ Ford – Cx = 0,385. ùèõ âíåøíþþ ôîðìó, ïðîèñõîäèò â íåáîëüøèõ Àâòîìîáèëü 1975 ã. âûïóñêà VW Golf: èíòåðâàëàõ çíà÷åíèé. Äîñòîèíñòâîì òàêîãî ÀÒ MIRA, ÀÒ VW – Ñõ = 0,42; ÀÒ Saint-Cyr – ïîäõîäà ê îïðåäåëåíèþ àýðîäèíàìè÷åñêèõ ïî- Ñõ = 0,415; ÀÒ D – Ñõ = 0,421; ÀÒ JARI – êàçàòåëåé ÿâëÿåòñÿ ó÷àñòèå â èññëåäîâàíèè Cx = 0,46. íàòóðíûõ îáúåêòîâ. Ýòî ÿâëÿåòñÿ ïðèíöèïè- Àâòîìîáèëü Opel Ascona 1979 ã. âûïó- àëüíûì îòëè÷èåì îò ïàðàìåòðè÷åñêèõ àýðîäè- ñêà: ÀÒ D – Ñõ = 0,41; ÀÒ JARI – Cx = 0,49; íàìè÷åñêèõ èñïûòàíèé àâòîìîáèëåé, êîòîðûå, ÀÒ GM, VW, PF – Cx = 0,39. êàê ïðàâèëî, ïðîâîäèòñÿ ñ ìàñøòàáíûìè ìî- Àíàëèç óêàçûâàåò íà òî, ÷òî àýðîäèíàìè÷å- äåëÿìè. Äîñòîâåðíîñòü ïàðàìåòðè÷åñêèõ èñ- ñêèå òðóáû MIRA è VW íåñêîëüêî çàâûøàþò ñëåäîâàíèé çàâèñèò îò ÷èñëà ãåîìåòðè÷åñêèõ âåëè÷èíó êîýôôèöèåíòà Ñõ ïî îòíîøåíèþ, ïàðàìåòðîâ è âûáðàííûõ èñïûòàòåëåì ãðàíèö íàïðèìåð òðóáû Saint-Cyr. Ðåçóëüòàòû èñïûòà- èõ èçìåíåíèÿ. íèé â ÀÒ Saint-Cyr è ÀÒ Pininfarina ñîâïàäàþò, Îñíîâíûì èíñòðóìåíòîì îïðåäåëåíèÿ àýðî- ÷òî îò÷àñòè îáúÿñíèìî ðàáîòîé ïîñëåäíåé ñ äèíàìè÷åñêèõ êà÷åñòâ àâòîìîáèëåé ÿâëÿåòñÿ àâòîìîáèëÿìè ôðàíöóçñêèõ ôèðì. àýðîäèíàìè÷åñêàÿ òðóáà (ÀÒ) [1]. Ïî ñâåäåíè- Ñïåöèàëèñòû, ðàáîòàþùèå â àýðîäèíàìè- ÿì àâòîðîâ ñòàòüè, â íàñòîÿùåå âðåìÿ íàñ÷è- ÷åñêèõ òðóáàõ, âåäóò ñðàâíèòåëüíûé ó÷åò ðå- òûâàåòñÿ áîëåå 40 ïîëíîðàçìåðíûõ àýðîäèíà- çóëüòàòîâ èñïûòàíèé ïî îòíîøåíèþ ê äðóãèì ìè÷åñêèõ òðóá, èñïîëüçóåìûõ àâòîìîáèëüíîé òðóáàì. Íàïðèìåð, â îòå÷åñòâåííûõ ÀÒ ïðîìûøëåííîñòüþ. ×àùå ïóáëèêóþòñÿ ðåçóëü- ÍÈÖÈÀÌÒ è ÀÒ ÍÒÖ ÀâòîÂàçà ïîëó÷àþò òàòû èññëåäîâàíèé â àýðîäèíàìè÷åñêèõ òðóáàõ: ïðàêòè÷åñêè òîæäåñòâåííûå ðåçóëüòàòû äëÿ àíãëèéñêîé MIRA, ãåðìàíñêèõ Volkswagen, îäíèõ è òåõ æå îáúåêòîâ. Íî âåëè÷èíû êîýô- Daimler – Benz, Porsche, ôðàíöóçñêîé AT Saint – ôèöèåíòà Ñõ íåñêîëüêî çàâûøåíû ïî îòíîøå- Cyr, àìåðèêàíñêîé Ford, èòàëüÿíñêîé FIAT. íèþ ê ðåçóëüòàòàì íåêîòîðûõ åâðîïåéñêèõ ÀÒ. Äîñòîâåðíîñòü ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé â Óñëîâèÿ ïðîâåäåíèÿ äîðîæíûõ èñïûòàíèé àýðîäèíàìè÷åñêèõ òðóáàõ âñåãäà èíòåðåñîâàëà è â ÀÒ ðàçëè÷íû, ÷òî è îïðåäåëÿåò ðàçëè÷èå â ñïåöèàëèñòîâ. Ïîñòîÿííî ïðîâîäÿòñÿ òåñòû íà ðåçóëüòàòàõ. Îñíîâíîå îòëè÷èå ñîñòîèò â òîì, ñõîäèìîñòü ðåçóëüòàòîâ â ðàçíûõ òðóáàõ. Îòëè- ÷òî â äîðîæíûõ óñëîâèÿõ àâòîìîáèëü äâèæåò- ÷èÿ îïðåäåëÿþòñÿ â îñíîâíîì ðàçíûìè óñëîâè- ñÿ îòíîñèòåëüíî íåïîäâèæíîé îïîðíîé ïîâåðõ- ÿìè ïðîâåäåíèÿ èñïûòàíèé, íàïðèìåð ïàðàìå- íîñòè, â òðóáíûõ æå èñïûòàíèÿõ îáúåêò íåïîä- òðàìè ïîëîæåíèÿ – çàãðóçêîé àâòîìîáèëÿ è äð. âèæåí – äâèæåòñÿ âîçäóõ. Ïðè ýêñïåðèìåíòå â Íà ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé âëèÿþò êîíñòðóêöèÿ ÀÒ íà îïîðíîé ïîâåðõíîñòè îáðàçóåòñÿ ïåðå- ÀÒ, ìåòîäèêà, ïðèìåíåíèå ïîïðàâîê.  êàæäîé ìåííûé ïî òîëùèíå ïîãðàíè÷íûé ñëîé, âëèÿ- òðóáå ñóùåñòâóþò ñâîè íàðàáîòàííûå ãîäàìè þùèé íà õàðàêòåðèñòèêó âîçäóøíîãî ïîòîêà, ìåòîäèêè èçìåðåíèé ñ ó÷åòîì ïîïðàâîê. îáòåêàþùåãî îáúåêò èñïûòàíèé. Íà ðåçóëüòà-  êà÷åñòâå ïðèìåðà ïðèâåäåì äàííûå àýðî- òû äîðîæíûõ èñïûòàíèé âëèÿåò çàâèñèìîñòü äèíàìè÷åñêèõ èñïûòàíèé íåêîòîðûõ ëåãêîâûõ îò ïîãîäíûõ óñëîâèé. àâòîìîáèëåé â ðàçëè÷íûõ òðóáàõ.  îòå÷åñòâåííîé ïðàêòèêå ïðîâåäåíèÿ äî- Ôðàíöóçñêèé ëåãêîâîé àâòîìîáèëü 1970 ã. ðîæíûõ èñïûòàíèé èçâåñòíà ìåòîäèêà [2] âûïóñêà Citroen GS ïðîäóò â ÀÒ Saint – Cyr. ïðåäëîæåííàÿ Ïåòðóøîâûì Â.À., äàþùàÿ Âåëè÷èíà êîýôôèöèåíòà Ñõ ðàâíà 0,318. Ïðè âïîëíå äîñòîâåðíûå ðåçóëüòàòû, à òàêæå ìå- èñïûòàíèÿõ â äðóãèõ ÀÒ ïîëó÷åíî: ÀÒ Ford – òîäèêà îïðåäåëåíèÿ êîýôôèöèåíòà ëîáîâî-

Èçâåñòèÿ ÌÃÒÓ «ÌÀÌÈ», ¹ 3(37), 2018 41 Êîðîëåâ Å.Â., Æàìàëîâ Ð.Ð., Áåðíàöêèé Â.Â.

ãî ñîïðîòèâëåíèÿ Ñõ â äîðîæíûõ óñëîâèÿõ ñ è â ÀÒ íàìè ïîëó÷åíî: ñðåäíåå îòêëîíåíèå êî- èñïîëüçîâàíèåì àýðîäèíàìè÷åñêîãî ýêðàíà, ýôôèöèåíòà Ñõ ðàâíî 10 % â ñòîðîíó óâåëè÷å- ïðåäëîæåííàÿ ãðóïïîé èññëåäîâàòåëåé êàôå- íèÿ çíà÷åíèé äëÿ äîðîæíûõ èñïûòàíèé îòíî- äðû «Àâòîìîáèëè» ÌÀÌÈ [3]. ñèòåëüíî òðóáíûõ ðåçóëüòàòîâ.  èòàëüÿíñêîì àâòîìîáèëüíîì æóðíàëå  ðÿäå ñòàòåé óêàçàíû ñðåäíèå âåëè÷èíû Quattroruote ðåãóëÿðíî ïóáëèêóþòñÿ ðåçóëü- êîýôôèöèåíòà ëîáîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ Ñõ òàòû äîðîæíûõ àýðîäèíàìè÷åñêèõ èñïûòàíèé ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé äëÿ êîíêðåòíîãî ïåðèî- ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé, ïðîâîäèìûõ ðåäàêöè- äà âðåìåíè. Ýòè ñâåäåíèÿ êàñàþòñÿ íåáîëüøèõ åé íà ñîáñòâåííîì ïîëèãîíå. Îáîðóäîâàíèå ìàññèâîâ àâòîìîáèëåé è óçêèõ ïåðèîäîâ âðå- ïîëèãîíà ïîçâîëÿåò îïðåäåëÿòü ïëîùàäü ïî- ìåíè, à íå âñåé èñòîðèè àâòîìîáèëèçàöèè. ïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ èñïûòóåìîãî àâòîìîáèëÿ  ñòàòüå [6], äàòèðóåìîé 1976 ã., ïðèâîäèòñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ëàçåðíîãî îáîðóäîâàíèÿ è ñðåäíÿÿ âåëè÷èíà êîýôôèöèåíòà ëîáîâîãî ñî- âåëè÷èíó êîýôôèöèåíòà ëîáîâîãî ñîïðîòèâ- ïðîòèâëåíèÿ Ñõ äëÿ 91 åâðîïåéñêîãî àâòîìî- ëåíèÿ Ñõ ìåòîäîì âûáåãà. Âåëè÷èíà êîýôôè- áèëÿ ðàâíàÿ 0,46. Ïîëîæèòåëüíûì ÿâëÿëîñü öèåíòà Ñõ íåçíà÷èòåëüíî îòëè÷àåòñÿ ñ ìèíè- òî, ÷òî âñå îáúåêòû èññëåäîâàíèé áûëè ñå- ìàëüíûì çàâûøåíèåì îò ðåçóëüòàòîâ òðóáíûõ ðèéíûìè àâòîìîáèëÿìè è èõ ïðîäóâêà âåëàñü èñïûòàíèé, óêàçàííûõ â ðàçëè÷íûõ òåõíè÷å- â îäíîé àýðîäèíàìè÷åñêîé òðóáå êîíöåðíà ñêèõ ïóáëèêàöèÿõ. «Ôîëüêñâàãåí».  ÷åòûðåõ åâðîïåéñêèõ àýðîäèíàìè÷åñêèõ Êîýôôèöèåíò ëîáîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ òðóáàõ [4] áûë èñïûòàí íàòóðàëüíûé àâòîìî- Ñõ ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé, îñîáåííî ñîâðå- áèëü Fiat Ritmo ñ öåëüþ îïðåäåëåíèÿ ñõîäè- ìåííûõ, ìîæåò èìåòü çíà÷åíèÿ ìåíüøèå 0,3 ìîñòè è ñðàâíåíèÿ ðåçóëüòàòîâ ñ äîðîæíûìè. è äàæå ìåíüøèå 0,2. Îäíàêî ïî äàííûì íåêî- Àýðîäèíàìè÷åñêèå òðóáû CRF èññëåäîâàòåëü- òîðûõ èññëåäîâàíèé, äëÿ òåë àâòîìîáèëüíîãî ñêîãî öåíòðà Ôèàò, PF ôèðìû Pininfarina, VW òèïà ñ òóïîé çàäíåé ÷àñòüþ êóçîâà, èìåþùèõ êîíöåðíà Ôîëüêñâàãåí, DB Äàéìëåð – Áåíö êîëåñà, íàõîäÿùèåñÿ ðÿäîì ñ çåìëåé êîýôôè- èìåþò çàìêíóòûé êîíòóð ñ îòêðûòîé ðàáî÷åé öèåíò ëîáîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ Ñõ = 0,15 ÿâëÿ- ÷àñòüþ. Ìàêñèìàëüíûå ñòàíäàðòíûå îòêëîíå- åòñÿ íèæíèì ïðåäåëîì [7]. íèÿ ñîñòàâëÿþò 2,29 %.  ñðåäíåì, èçìåðåí-  îêòÿáðüñêîì íîìåðå æóðíàëà Automotive íûå çíà÷åíèÿ âîçäóøíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ íèæå Engineer â 1982 ãîäó Gordon Taylor [8] ïðèâîäèò íà 1,7 % â ÀÒ CRF è âûøå íà 0,9 % â ÀÒ VW. ñðåäíþþ âåëè÷èíó êîýôôèöèåíòà Ñõ ðàâíóþ Âûÿñíåíî, ÷òî îòñóòñòâèå âðàùåíèÿ êîëåñ è 0,42. Çàáåãàÿ âïåðåä, ñ ïîìîùüþ ðàñ÷åòíûõ íàëè÷èå ïîãðàíè÷íîãî ñëîÿ íà îïîðíîé ïî- óðàâíåíèé äëÿ äàííîãî ïåðèîäà âðåìåíè íàìè âåðõíîñòè, èìèòèðóþùåé çåìíóþ, î÷åíü ìàëî ïîëó÷åíî çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà Ñõ ðàâíîå âëèÿåò íà èçìåðåíèÿ. Âåëè÷èíà êîýôôèöèåíòà 0,43. Ñõ, èçìåðåííàÿ ìåòîäîì èíåðöèîííîãî äâè- Àëãîðèòì ïðîâåäåííîãî íàìè àíàëèçà ñëå- æåíèÿ àâòîìîáèëÿ ïðè äîðîæíûõ èñïûòàíè- äóþùèé: ÿõ, íåñêîëüêî âûøå (Ñõ = +0,006) çíà÷åíèÿ, – íà ïåðâîì ýòàïå äëÿ îïðåäåëåíèÿ çàâè- èçìåðåííîãî â ÀÒ. Ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ ñèìîñòè èñïîëüçóåì âåñü ìàññèâ äàííûõ î âå- êîýôôèöèåíòà Ñõ â äîðîæíûõ èñïûòàíèÿõ ñî- ëè÷èíàõ êîýôôèöèåíòîâ ëîáîâîãî ñîïðîòèâ- ñòàâëÿåò ÷óòü áîëåå 1,5 % îò ðåçóëüòàòîâ â ÀÒ. ëåíèÿ, àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà ñåðèéíûõ  àìåðèêàíñêîé àâòîìîáèëüíîé êîðïîðà- àâòîìîáèëåé.  ðåçóëüòàòå îáðàáîòêè äàííûõ öèè GM áûëè ïðîâåäåíû êîððåëÿöèîííûå èñ- îïðåäåëÿåì ôóíêöèîíàëüíóþ çàâèñèìîñòü Ñõ ñëåäîâàíèÿ àýðîäèíàìè÷åñêèõ ðåçóëüòàòîâ äî- è ÑõF äëÿ àâòîìîáèëÿ íóæíîãî âðåìåííîãî îò- ðîæíûõ è òðóáíûõ èñïûòàíèé [5]. Îáúåêòàìè ðåçêà âðåìåíè. èñïûòàíèé ÿâëÿëèñü ïÿòü àâòîìîáèëåé ðàçíûõ – íà âòîðîì ýòàïå îïðåäåëÿåì âëèÿíèå àý- òèïîâ êóçîâîâ (âåëè÷èíà êîýôôèöèåíòà Ñõ âà- ðîäèíàìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé ëåãêîâûõ àâòî- ðüèðîâàëàñü îò 0,23 äî 0,54). Çàôèêñèðîâàííàÿ ìîáèëåé â çàâèñèìîñòè îò ïðèíàäëåæíîñòè ê âåëè÷èíà êîýôôèöèåíòà Ñõ, èçìåðåííàÿ â àý- êàêîìó-ëèáî êëàññó åâðîïåéñêîé êëàññèôèêà- ðîäèíàìè÷åñêîé òðóáå, áûëà íèæå íà 0,026– öèè. Âòîðîé ýòàï, ïî ñóòè îïðåäåëÿåò âëèÿíèå 0,030 (â ñðåäíåì íà 8,5 %), ÷åì ïîëó÷åííàÿ ïðè äëèíû àâòîìîáèëÿ âî âðåìåíè. Àýðîäèíàìè÷å- ïðîâåäåíèè äîðîæíûõ èñïûòàíèé. ñêèìè èññëåäîâàíèÿìè äîêàçàíà çàâèñèìîñòü Ïðè àíàëèçå ìàññèâà ðåçóëüòàòîâ èñïûòà- âåëè÷èíû êîýôôèöèåíòà ëîáîâîãî ñîïðîòèâëå- íèé àâòîìîáèëåé (áîëåå ñòà åäèíèö) íà äîðîãå íèÿ Ñõ îò èçìåíåíèÿ äëèíû àâòîìîáèëÿ [9].

42 Èçâåñòèÿ ÌÃÒÓ «ÌÀÌÈ», ¹ 3(37), 2018 Âåê àýðîäèíàìèêè ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé

Ðåçóëüòàòû è îáñóæäåíèå Ýâîëþöèÿ âíåøíåé ôîðìû êóçîâà àâòîìî- Ïî ðåçóëüòàòàì àíàëèçà âåëè÷èí àýðîäèíà- áèëÿ íà÷èíàëàñü ñ êàðåòíîãî ïåðèîäà. ìè÷åñêîãî êîýôôèöèåíòà ëîáîâîãî ñîïðîòèâ- Íà ðèñ. 1 ïðåäñòàâëåí äåäóøêà âñåõ ñåðèé- ëåíèÿ Ñõ äëÿ ïî÷òè ïîëóòîðà òûñÿ÷ ñåðèéíûõ íûõ àâòîìîáèëåé Ford T. Àâòîìîáèëü âûïó- ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé ïîëó÷åíî óðàâíåíèå: ñêàëñÿ ñ 1908 ïî 1927 ã. Âûïóùåíî 15007033 àâòîìîáèëÿ. Äëèíà 3550 ìì, øèðèíà 1650 ìì, Ñõ = –0,0025õ + 5,3845, (1) âûñîòà 1860 ìì, êîëåñíàÿ áàçà 2550 ìì, êî- ãäå õ – ãîä íà÷àëà ïðîèçâîäñòâà àâòîìîáèëÿ. ýôôèöèåíò ëîáîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ Ñõ = 0,7, Ñðàâíèâàÿ ñðåäíèå çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà ïëîùàäü ìèäåëÿ F = 2,41 ì2, àýðîäèíàìè÷å- Ñõ, îïóáëèêîâàííûå â ïå÷àòè äëÿ êîíêðåòíûõ ñêèé ôàêòîð ÑõF = 1,69 ì2. èñòîðè÷åñêèõ ïåðèîäîâ, óêàçûâàåì íà ìàëóþ ïîãðåøíîñòü ïðèâåäåííîãî ðàñ÷åòíîãî óðàâ- íåíèÿ. Âåëè÷èíà êîýôôèöèåíòà âîçäóøíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ Ñõ åæåãîäíî óìåíüøàåòñÿ íà 0,0025. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðàñ÷åòíîãî óðàâíåíèÿ âå- ëè÷èíû àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà îò âðåìå- íè èñïîëüçîâàíû äàííûå áîëåå 800 ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé: ÑõF = –0,0036õ + 7,8524, (2) ãäå õ – ãîä íà÷àëà ïðîèçâîäñòâà àâòîìîáèëÿ.  ñðåäíåì, èç àíàëèçà ñëåäóåò, ÷òî âåëè÷è- íà àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà óìåíüøàåòñÿ íà 0,0035 åæåãîäíî. Ïðèíèìàÿ âî âíèìàíèå, ÷òî àáñîëþòíûå Ðèñ. 1. Çíàìåíèòûé àìåðèêàíñêèé àâòîìîáèëü Ford T, âåëè÷èíû êîýôôèöèåíòà Ñõ è àýðîäèíàìè÷å- ïåðâûé àâòîìîáèëü êîíâåéåðíîãî ïðîèçâîäñòâà ñêîãî ôàêòîðû ðàçíÿòñÿ, òî â ïðîöåíòíîì ñî- îòíîøåíèè âåëè÷èíà ÑõF îòñòàåò â ñâîåì èç- Ñ ìîìåíòà ïîÿâëåíèÿ àâòîìîáèëÿ, êîãäà ìåíåíèè, ÷òî ïîäòâåðæäàåòñÿ ãðàôè÷åñêè. êóçîâ íàïîìèíàë êàðåòó, ïëîùàäü F èìåëà çíà- Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè àâòîìîáèëÿ Mercedes- ÷åíèÿ, çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàþùèå 2 ì2. Benz Ñ 111 íà òðåòüåì ýòàïå [10] ïîñëåäîâà- Ñîçäàíèåì îáòåêàåìûõ àâòîìîáèëüíûõ êó- òåëüíî èçìåíÿëàñü äëèíà êóçîâà ñ 4784 ìì çîâîâ â 20-õ ãã. ïðîøëîãî ñòîëåòèÿ çàíèìàëèñü äî ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ ðàâíîãî 6284 ìì ìíîãèå èññëåäîâàòåëè. Ïðåäëàãàëèñü ðàçíî- (+30 %). Ìàêñèìàëüíîå óäëèíåíèå óìåíüøè- îáðàçíûå âíåøíèå ôîðìû. Íî ýòè ôîðìû âû- ëî âåëè÷èíó êîýôôèöèåíòà Ñõ íà 15 %. Âïî- áèðàëèñü èíòóèòèâíî, èõ àýðîäèíàìè÷åñêèå ñëåäñòâèè, ýòè çíàíèÿ áûëè èñïîëüçîâàíû ïðè êà÷åñòâà îïðåäåëÿëèñü ïðèìèòèâíûìè ñïîñî- ñîçäàíèè êîíöåïòóàëüíîãî àâòîìîáèëÿ IAA áàìè, â òîì ÷èñëå è óïðîùåííûìè ðàñ÷åòíû- (Cx = 0,19) â 2015 ã. Àâòîìîáèëü IAA èìåë ìè. Îáúåêòàìè èñïûòàíèé, èññëåäîâàíèé ÷àùå êóçîâ ïåðåìåííîé äëèíû (5391–5430 ìì). Àâòî- ÿâëÿëèñü ìàñøòàáíûå ìîäåëè, ÷òî ñíèæàëî äî- ðàìè ñòàòüè ïðè ïîäîáíîì àýðîäèíàìè÷åñêîì ñòîâåðíîñòü ðåçóëüòàòîâ. ýêñïåðèìåíòå ñ ìàñøòàáíîé ìîäåëüþ ëåãêîâî-  1921 ã. íåìåöêèé àâèàêîíñòðóêòîð ãî àâòîìîáèëÿ ïîëó÷åíî 10 % óìåíüøåíèå âå- Rumpler ïðåäñòàâèë àâòîìîáèëü ñ îáòåêàåìûì ëè÷èíû êîýôôèöèåíòà Ñõ ïðè 10 % ñîêðàùå- êóçîâîì Tropfenwagen (ðèñ. 2). Àýðîäèíàìè÷å- íèè äëèíû îáúåêòà [9, 11]. ñêèå èñïûòàíèÿ áûëè ïðîâåäåíû â èññëåäîâà- Èñõîäÿ èç ýòîãî ïðîâåäåí àíàëèç èçìåíåíèÿ òåëüñêîì áþðî Ýéôôåëÿ âî Ôðàíöèè. Îòëè÷- àýðîäèíàìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé äëÿ ëåãêîâûõ íûå ïîêàçàòåëè (Ñõ = 0,28) áûëè ïîäòâåðæäåíû àâòîìîáèëåé â çàâèñèìîñòè îò ïðèíàäëåæíî- ïðîäóâêîé íàòóðíîãî îáðàçöà àâòîìîáèëÿ â ñòè ê îïðåäåëåííîìó êëàññó ïî åâðîïåéñêîé àýðîäèíàìè÷åñêîé òðóáå ôèðìû Volkswagen â êëàññèôèêàöèè. Ñîãëàñíî êëàññèôèêàöèè, ïðè- 1979 ã. íàäëåæíîñòü àâòîìîáèëÿ ê òîìó èëè èíîìó Âåëè÷èíà àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà êëàññó îïðåäåëÿåòñÿ ãåîìåòðè÷åñêèìè ïàðàìå- ýòîãî àâòîìîáèëÿ ðàâíà 0,72 ì2. òðàìè.

Èçâåñòèÿ ÌÃÒÓ «ÌÀÌÈ», ¹ 3(37), 2018 43 Êîðîëåâ Å.Â., Æàìàëîâ Ð.Ð., Áåðíàöêèé Â.Â.

îäíîìó êîíêðåòíîìó êëàññó.  êà÷åñòâå ïðè- ìåðà ñðàâíèì ïîêàçàòåëè àâòîìîáèëåé BMW 5-îé ñåðèè è Mercedes-Benz Å-êëàññà (ðèñ. 5). Ëåãêîâûå àâòîìîáèëè Mercedes-Benz Å-êëàññà ïðè ñðàâíåíèè ñ àâòîìîáèëÿìè BMW 5-îé ñåðèè ïîñëå 80-õ ãã. èìåþò ëó÷øèå ïîêàçàòåëè. Åñëè áðàòü çà êðèòåðèé âåëè÷èíó àýðîäèíà- ìè÷åñêîãî ôàêòîðà, òî ëèäåðàìè áóäóò ôðàí- öóçñêèé Citroen, ÿïîíñêàÿ Toyota, ãåðìàíñêèå Mercedes, BMW, Audi. Çàòåì ñëåäóþò ÿïîí- ñêàÿ Mazda è ïîäåëèâøèå ñåäüìóþ ïîçèöèþ ôðàíöóçñêèé Peugeot è øâåäñêàÿ Volvo. Ñðåäè îòñòàþùèõ ïðîèçâîäèòåëåé, ÷üè àýðî- Ðèñ. 2. Àâòîìîáèëü Rumpler Tropfenauto äèíàìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè çíà÷èòåëüíî óñòóïà- þò ñðåäíåé âåëè÷èíå àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàê- Ïîÿâëåíèå ïîñëå âòîðîé ìèðîâîé âîéíû òàê òîðà, èòàëüÿíñêèé Fiat, ÿïîíñêèé Mitsubishi, íàçûâàåìûõ ïîíòîííûõ êóçîâîâ ïðèâåëî ê çíà- àìåðèêàíñêèé Ford è ôðàíöóçñêèé Renault. ÷èòåëüíîìó óëó÷øåíèþ àýðîäèíàìèêè àâòî- Òîë÷êàìè äëÿ ðàçâèòèÿ àâòîìîáèëüíîé àý- ìîáèëåé. ðîäèíàìèêè â áîëüøîé ñòåïåíè ñòàíîâÿòñÿ íå-  60-å ãã. ïðîøëîãî ñòîëåòèÿ òåíäåíöèÿ ôòÿíûå ìèðîâûå êðèçèñû, âîçíèêàþùèå ñ èí- ïîìåíÿëàñü â ñòîðîíó óìåíüøåíèÿ âûñîòû òåðâàëàìè â 9 ëåò. êóçîâà, à, ñëåäîâàòåëüíî, è ïëîùàäè F. Çàòåì Äëÿ àâòîìîáèëåé âñåõ êëàññîâ â ðåçóëüòàòå âûñîòà êóçîâà ëåãêîâîãî àâòîìîáèëÿ âûðîñëà îáðàáîòêè äàííûõ îïðåäåëåíû ëèíåéíûå óðàâ- äëÿ óëó÷øåíèÿ êîìôîðòà åçäû.  ìîäó âîøëè íåíèÿ, ïî êîòîðûì âîçìîæåí ðàñ÷åò âåëè÷èí êóçîâà ñ «îáðóáëåííîé» õâîñòîâîé ÷àñòüþ – êîýôôèöèåíòà ëîáîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ àâòî- õýò÷áåêè.  ðåçóëüòàòå àíàëèçà òåõíè÷åñêèõ ìîáèëÿ è àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà äëÿ êîí- äàííûõ ñåðèéíûõ ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé ïðàê- êðåòíîãî ãîäà âûïóñêà. òè÷åñêè çà âñþ èñòîðèþ àâòîìîáèëåñòðîåíèÿ Êëàññ À (1936–2009 ãã.) íàìè îïðåäåëåíû èçìåíåíèÿ âåëè÷èíû ïëîùà- Ñõ = –0,0029õ + 6,0839 (3) äè ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ (F) äëÿ âñåõ êëàññîâ. ÑõF = 0,0005x + 1,6817 (4) Êëàññ À – ïëîùàäü F èçìåíèëàñü ñ 1,44 äî 1,83 ì2; Êëàññ  (1948–2013 ãã.) Êëàññ  – ïëîùàäü F èçìåíèëàñü ñ 1,72 äî Ñõ = –0,0033õ + 6,9936 (5) 2,14 ì2; ÑõF = –0,0031x + 6,8305 (6) Êëàññ Ñ – ïëîùàäü F èçìåíèëàñü ñ 1,70 äî Êëàññ Ñ (1946–2017 ãã.) 2 2,27 ì ; Cx = –0,0033x + 6,9326 (7) Êëàññ D – ïëîùàäü F èçìåíèëàñü ñ 1,78 äî CxF = –0,0035x + 7,6827 (8) 2,18 ì2; Êëàññ E – ïëîùàäü F èçìåíèëàñü ñ 1,77 äî Êëàññ D (1934–2016 ãã.) 2,30 ì2; Cx = –0,0037x + 7,7819 (9) Êëàññ F – ïëîùàäü F èçìåíèëàñü ñ 1,86 äî CxF = –0,0055x + 11,537 (10) 2,58 ì2. Êëàññ Å (1955–2017 ãã.) Íà ðèñ. 3 è 4 ïðåäñòàâëåíû ïîêàçàòåëè Cx = –0,003x + 6,3437 (11) ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé ãåðìàíñêîãî êîíöåðíà CxF = –0,0049x + 10,485 (12) BMW äâóõ ñåðèé, îòíîñÿùèõñÿ ê ðàçíûì êëàñ- ñàì.  àíàëèçå ó÷àñòâîâàëè òîëüêî àâòîìîáè- Êëàññ F (1977–2011 ãã.) ëè ñ êóçîâàìè ñåäàí. Cx = –0,0033x + 6,6627 (13) Àíàëèç àýðîäèíàìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé CxF = 0,0027x + 6,2155 (14) BMW ïîäòâåðæäàåò ìíåíèå î ëó÷øèõ âåëè÷è- Ëèíåéíûå óðàâíåíèÿ äàþò äîñòàòî÷íóþ íàõ äëÿ àâòîìîáèëåé áîëåå âûñîêèõ êëàññîâ. ÿñíóþ êàðòèíó èçìåíåíèÿ àýðîäèíàìè÷åñêèõ Äëÿ ïîâûøåíèÿ äîñòîâåðíîñòè àíàëèçà ïîêàçàòåëåé è îáëåã÷àþò èõ ðàñ÷åò. àýðîäèíàìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé âûáåðåì àâ- Ïðèâîäèì àýðîäèíàìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè òîìîáèëè ðàçíûõ ïîêîëåíèé, îòíîñÿùèåñÿ ê äëÿ ìàðîê àâòîìîáèëåé âíóòðè êëàññîâ.

44 Èçâåñòèÿ ÌÃÒÓ «ÌÀÌÈ», ¹ 3(37), 2018 Âåê àýðîäèíàìèêè ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé

Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü èçìåíåíèé îò âðåìåíè âûïóñêà çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà Ñõ è àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà ÑõF äëÿ ïîêîëåíèé àâòîìîáèëÿ BMW 3-åé ñåðèè: 1 – ãðàôèê Ñõ; 2 – ãðàôèê ÑõF

Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü èçìåíåíèÿ îò âðåìåíè âûïóñêà çíà÷åíèé êîýôôèöèåíòà Ñõ è àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà ÑõF äëÿ ïîêîëåíèé àâòîìîáèëÿ BMW 5-îé ñåðèè: 1 – ãðàôèê Ñõ; 2 – ãðàôèê ÑõF

Ðèñ. 5. Çàâèñèìîñòü èçìåíåíèÿ îò âðåìåíè âûïóñêà çíà÷åíèé êîýôôèöèåíòà Ñõ è àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà äëÿ ïîêîëåíèé àâòîìîáèëÿ Mercedes Å-êëàññà: 1 – ãðàôèê Ñõ; 2 – ãðàôèê ÑõF

Èçâåñòèÿ ÌÃÒÓ «ÌÀÌÈ», ¹ 3(37), 2018 45 Êîðîëåâ Å.Â., Æàìàëîâ Ð.Ð., Áåðíàöêèé Â.Â.

Êëàññ ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé À. Àýðîäèíàìè÷åñêèé ôàêòîð ôðàíöóçñêèõ àâ- Êëàññ À íàçûâàþò êëàññîì ãîðîäñêèõ àâ- òîìîáèëåé ôèðì Renault è Citroen óìåíüøàëñÿ. òîìîáèëåé ïî ïðîñòîé ïðè÷èíå – èõ ìàëîé Äëÿ Renault íà 17,3 % çà ïåðèîä ñ 1972 ïî 1986 ãã. äëèíå. Àâòîìîáèëè ýòîãî êëàññà, êàê ïîêà- Äëÿ àâòîìîáèëåé Citroen ñíèæåíèå âåëè- çûâàåò àíàëèç àâòîìîáèëüíîé èñòîðèè, ïî- ÷èíû ôàêòîðà ñîñòàâèëî 21,7 % çà ïåðèîä ñ ÿâèëèñü ñðàçó ïîñëå Âòîðîé ìèðîâîé âîéíû. 1978 ïî 1986 ãã. Ïî èìåþùèìñÿ äàííûì òðóá- Ïîòðåáíîñòü â äåøåâîì òðàíñïîðòå ó íàñåëå- íîãî ýêñïåðèìåíòà ìåíüøåé âåëè÷èíîé àýðî- íèÿ Åâðîïû áûëà áîëüøàÿ. È ìàëûå àâòîìî- äèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà îáëàäàåò àâòîìîáèëü áèëè ÷àùå ñ ìîòîöèêëåòíûìè äâèãàòåëÿìè, Citroen AX 1986 ã. âûïóñêà – 0,5394 ì2. Ýòî ñ ìàëûì âåñîì è íåïðèõîòëèâûå â îáñëóæè- ïîäòâåðæäàåò èçâåñòíûé ôàêò ëèäèðóþùåãî âàíèè áûëè âîèñòèíó íàðîäíûìè. Òàêèå àâ- ïîëîæåíèÿ ôèðìû â îáëàñòè àýðîäèíàìèêè. òîìîáèëè ïðîèçâîäèëèñü â Èòàëèè (Fiat 500, Õóäøèé â ýòîì êëàññå ôðàíöóçñêèé àâòîìî- Isetta 250), Ôðàíöèè (Citroen 2CV), Ãåðìàíèè áèëü Renault 5TL 1977 ã. âûïóñêà (àýðîäèíàìè- (BMW600, Messerschmitt KR 200). ÷åñêèé ôàêòîð ðàâåí 0,7404 ì2). Îáùåïðèçíàííûì ôàêòîì ÿâëÿåòñÿ, ÷òî Äëÿ àâòîìîáèëåé êëàññà À âåëè÷èíà àýðî- íàèáîëüøèé âêëàä â ðàçâèòèå àâòîìîáèëåé äèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà ðàâíàÿ 0,54 ì2 ÿâëÿåò- êëàññà À âíåñ àíãëèéñêèé Austin Mini (ðèñ. 6). ñÿ òîé, ê êîòîðîé íåîáõîäèìî ñòðåìèòñÿ. Ñîçäàòåëåì ýòîãî ÷óäà áûë Àëåê Èññèãîíèñ. Àâòîìîáèëü âûïóñêàëñÿ ñ 1959 ïî 2000 ã. Êëàññ ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé Â. Òèðàæ ñîñòàâèë 5 387 862 àâòîìîáèëÿ. Îòëè- Ýòîò êëàññ áîëåå ìíîãî÷èñëåíûé. Ñðåäè àâ- ÷èòåëüíûì áûëî: ïåðåäíèé ïðèâîä, ïîïåðå÷- òîìîáèëåé âñåõ ôèðì åñòü òåíäåíöèÿ ê ñíèæå- íîå ðàñïîëîæåíèå äâèãàòåëÿ, âìåñòèìîñòü íèþ âî âðåìåíè âåëè÷èíû àýðîäèíàìè÷åñêîãî êóçîâà ïðè ñêðîìíîé åãî äëèíå. Äëèíà àâòîìî- ôàêòîðà. áèëÿ ñîñòàâëÿëà 3050 ìì, øèðèíà – 1400 ìì, Çà ïåðèîä ñ 1948 ïî 2013 ãã. âåëè÷èíà àýðî- âûñîòà – 1350 ìì, êîëåñíàÿ áàçà – 2040 ìì. Êî- äèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà ÑõF â ñðåäíåì óìåíü- ýôôèöèåíò ëîáîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ Ñõ = 0,48, øèëàñü ñ 0,933 äî 0,686 ì2 (–37 %). ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ðàâíà 1,57 ì2, Äëÿ àâòîìîáèëåé Citroen êëàññà  ïðîèçî- àýðîäèíàìè÷åñêèé ôàêòîð ðàâåí 0,7536 ì2. øëî ñíèæåíèå àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà ñ 1948 ã. (0,9212 ì2) ïî 2002 ã. (0,6458 ì2) – 30 %. Äëÿ àâòîìîáèëåé Peugeot ñ 1965 ïî 2012 ãã. ñíèæåíèå âåëè÷èíû àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàê- òîðà ñ 0,6305 ì2 â 1965 ã. äî 0,5648 ì2 â 2012 ã. Ñíèæåíèå ôàêòîðà ñîñòàâèëî 10 %. ßïîíñêèé àâòîìîáèëüToyota Starlet 1996 ã. âûïóñêà èìåë CxF = 0,54214 ì2, íåìåöêèé Audi A2 âûïóñê 2000 ã. – CxF = 0,544 ì2. Õóäøèìè â ýòîì êëàññå ÿâëÿþòñÿ Toyota Tercel Liftback 1980 ã (ÑõF = 0,945 ì2) è Citroen 2CV (1948 ã., CxF = 0,933 ì2). Ôðàíöóçñêèé àâòîìîáèëü Citroen 2CV (ðèñ. 7), èìåþùèé áîëüøóþ âåëè÷èíó àýðî- äèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà ÿâëÿåòñÿ èñòîðè- Ðèñ. 6. Àâòîìîáèëü Austin Mini ÷åñêèì ÿâëåíèåì. Ïîÿâèâøèñü â 1948 ã., àâ- òîìîáèëü âûïóñêàëñÿ 42 ãîäà! Çà ýòî âðåìÿ Âûÿâëåíî, ÷òî àýðîäèíàìè÷åñêèé ôàêòîð ïðîäàíî 3 873 294 ýêçåìïëÿðîâ. Àâòîìîáèëü àâòîìîáèëåé ýòîãî êëàññà ôðàíöóçñêîé ôèðìû èìåë ïåðåäíèé ïðèâîä, 2-õ öèëèíäðîâûé îï- Peugeot â èíòåðâàëå ñ 1972 ïî 1980 ãã. èìåë ïîçèòíûé äâèãàòåëü âîçäóøíîãî îõëàæäåíèÿ, òåíäåíöèþ ê ðîñòó. Çà ýòîò ïåðèîä âåëè÷èíà ñóõîé âåñ ðàâåí 555 êã ïðè äëèíå 3820 ìì, ôàêòîðà ÑõF âûðîñëà íà 4,4 %. øèðèíå 1480 ìì, âûñîòå 1600 ìì è êîëåñíîé Âåëè÷èíà àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà èòà- áàçå 2400 ìì. Êîýôôèöèåíò Ñõ = 0,508. Ïëî- ëüÿíñêèõ àâòîìîáèëåé Fiat óâåëè÷èëàñü íà 6% ùàäü ìèäåëÿ ðàâíà 1,65 ì2. Àýðîäèíàìè÷å- çà ïåðèîä ñ 1936 ïî 2009 ãã. ñêèé ôàêòîð CxF = 0,8392 ì2. Ýòîò àâòîìîáèëü çàäàë îðèåíòèð ñëåäóþùèì, ïðèçíàííûì àâòî-

46 Èçâåñòèÿ ÌÃÒÓ «ÌÀÌÈ», ¹ 3(37), 2018 Âåê àýðîäèíàìèêè ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé

ìîáèëüíûì ñîîáùåñòâîì ïåðåäîâûìè, ôðàí- Íå íàäî çàáûâàòü ïðî ëåãåíäàðíûé àâòî- öóçñêèì àâòîìîáèëÿì Renault 4 (1961–1992 ãã.) ìîáèëü Volkswagen 1200 èëè «Æóê» (ðèñ. 9). è Renault 5 (1972–1997 ãã.) Ñîçäàííûé òàëàíòëèâûì êîíñòðóêòîðîì Ôåð- äèíàíòîì Ïîðøå, îí ñòàë ñèìâîëîì íàäåæíî- ñòè è ïðàêòè÷íîñòè. Âûïóñêàëñÿ ñ 1945 ãîäà ïî 2003 ãîä òèðàæîì áîëåå 22 ìëí. øòóê. Ãåîìå- òðè÷åñêèå ïàðàìåòðû: äëèíà 4030 ìì, øèðèíà 1550 ìì, âûñîòà 1500 ìì, êîëåñíàÿ áàçà 2400 ìì. Âåëè÷èíà ëîáîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ âîçäó- õà Ñõ ïî ðàçíûì èñòî÷íèêàì âàðüèðóåòñÿ îò 0,38 äî 0,65. Ðåàëèñòè÷íîå çíà÷åíèå Ñõ ðàâíî 0,458. Ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ðàâíà 1,80 ì2, ïðè ýòîì âåëè÷èíà àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà ðàâíà 0,8244 ì2.

Ðèñ. 7. Àâòîìîáèëü Citroen 2CV Êëàññ ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé D. Èñòîðè÷åñêèé äèàïàçîí 1934–2016 ãã.  àíà- Êëàññ ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé Ñ. ëèçå ðàññìîòðåíî 124 àâòîìîáèëÿ.  óêàçàí- Ñàìûé ìíîãî÷èñëåííûé êëàññ àâòîìîáè- íîì äèàïàçîíå àýðîäèíàìè÷åñêèé ôàêòîð èç- ëåé. Íà åãî äîëþ ïðèõîäèòñÿ 30 % ïðîäàæ.  ìåíèëñÿ íà 50 % – ÑõF = 0,900–0,449 ì2. àíàëèçå ó÷àñòâóþò 256 àâòîìîáèëåé 16 ôèðì. Ðàñ÷åòíûå çíà÷åíèÿ àýðîäèíàìè÷åñêîãî Âðåìåííîé ïåðèîä èìåþùåãîñÿ ìàññèâà ôàêòîðà äëÿ ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé ñëåäóþ- äàííûõ ñîñòàâëÿåò ñ 1946 ïî 2017 ãã. Âåëè÷èíà ùèõ êîìïàíèé è ôèðì: àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà óìåíüøåíà çà ýòîò – ÿïîíñêàÿ Mazda (1979–2015 ãã.) – CxF = ïåðèîä (0,8717 – 0,6232 ì2) íà 28 %. = 0,7344–0,6084 ì2; Èç àíàëèçà âåëè÷èíû àýðîäèíàìè÷åñêîãî – ÿïîíñêàÿ Òîyota â 1977 ã. – ÑõF = 0,7467 ì2; ôàêòîðà äëÿ àâòîìîáèëåé êëàññà Ñ ñëåäóåò, â 2016 ã. – ÑõF = 0,511 ì2; ÷òî îðèåíòèðîì ÿâëÿåòñÿ ÑõF = 0,52 ì2. Ïî äàííûì ðàñ÷åòà: Àâòîìîáèëè ôèðìû Mercedes-Benz â 1946 ã. èìåëè CxF = 1,339 ì2; â 2012 ã. CxF = 0,701 ì2; Àâòîìîáèëè ôèðìû Volkswagen 1961 ã. âû- ïóñêà èìåëè CxF = 0,8094 ì2; â 2013 ã. CxF = = 0,6898 ì2; Àâòîìîáèëè ôèðìû Ford – â 1962 ã. CxF = = 0,7948 ì2; â 2017 ã. CxF = 0,6463 ì2; Àâòîìîáèëè ôèðìû BMW – â 1966 ã. CxF = = 0,9064 ì2; â 2014 ã. CxF = 0,748 ì2; Àâòîìîáèëè (LADA) îòå÷åñòâåííîãî çàâîäà Ðèñ. 8. Àâòîìîáèëü Volkswagen Golf ÀâòîÂàç â 1970 ã. CxF = 0,857 ì2; â 2010 ã. CxF = = 0,669 ì2. Íåïëîõèå ïîêàçàòåëè â ñâîåì êëàññå. Êëàññ Ñ ÷àñòî íàçûâàþò Golf-êëàññîì, â çíàê ïðèçíàíèÿ çàñëóã àâòîìîáèëÿ Volkswagen Golf â ðàçâèòèè êîíñòðóêöèè è âíåøíåãî âèäà. Ïåðåä- íåïðèâîäíûé àâòîìîáèëü ñ êóçîâîì õýò÷áåê, ñïðîåêòèðîâàííûé èçâåñòíûì èòàëüÿíñêèì äèçàéíåðîì Äæîðæåòòî Äæóäæàðî â 1974 ã. (ðèñ. 8). Àâòîìîáèëü èìååò âåëè÷èíó êîýôôè- öèåíòà Ñõ = 0,42, ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷å- íèÿ 1,83 ì2, àýðîäèíàìè÷åñêèé ôàêòîð ðàâåí 0,769 ì2. Âûïóñê ïåðâîé ìîäåëè ïðåêðàùåí â 1983 ã.  íàñòîÿùåå âðåìÿ âûïóñêàåòñÿ ñåäü- ìîå ïîêîëåíèå. Ðèñ. 9. Àâòîìîáèëü Volkswagen 1200 («Æóê»)

Èçâåñòèÿ ÌÃÒÓ «ÌÀÌÈ», ¹ 3(37), 2018 47 Êîðîëåâ Å.Â., Æàìàëîâ Ð.Ð., Áåðíàöêèé Â.Â.

– ãåðìàíñêàÿ Ìårsedes-Benz â 1982 ã. – ÑõF = = 0,6178 ì2; â 2003 ã. – ÑõF = 0,538 ì2; ãåðìàíñêàÿ Volkswagen â 1969 ã. – ÑõF = = 0,7642 ì2; â 2009 ã. – ÑõF = 0,6242 ì2; – ãåðìàíñêàÿ BMW â 1962 ã. – ÑõF = = 0,9276 ì2; â 2010 ã. – ÑõF = 0,582 ì2. Ïî ðåçóëüòàòàì òðóáíûõ èñïûòàíèé ëó÷øèå ïîêàçàòåëè àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà â ýòîì êëàññå ó àâòîìîáèëÿ ñ ãèáðèäíîé ñèëîâîé óñòàíîâêîé Toyota Prius (V) CxF = 0,5129 ì2 Ðèñ. 10. Àâòîìîáèëü Citroen DS è Nissan Silvia (S14) – CxF = 0,509 ì2. Îáà àâòî- ìîáèëÿ ïðîèçâåäåíû â ßïîíèè. Íà íàø âçãëÿä, íåîáõîäèìî îòìåòèòü â ýòîì Õóäøèé ïîêàçàòåëü ó ôðàíöóçñêîãî àâòîìî- êëàññå è íåìåöêèé àâòîìîáèëü NSU RO 80 ñ áèëÿ Citroen 7 CV (1934 ã., àýðîäèíàìè÷åñêèé ðîòîðíûì äâèãàòåëåì (ðèñ. 11). È îòìåòèòü ôàêòîð CxF = 1,23 ì2 ïðè ëîáîâîé ïëîùàäè â ïåðâóþ î÷åðåäü ïðåêðàñíûå äëÿ ñâîåãî âðå- ðàâíîé 2,2 ì2). ìåíè àýðîäèíàìè÷åñêèå êà÷åñòâà (Ñõ = 0,355, ÑõF = 0,7 ì2). Àâòîìîáèëü ïðîèçâîäèëñÿ ñ 1967 Êëàññ ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé Å. ïî 1977 ãã. Ñðåäíèé àâòîìîáèëü òîãî âðåìåíè Èñòîðè÷åñêèé äèàïàçîí 1955–2017 ãã.  àíà- èìåë êîýôôèöèåíò Ñõ ðàâíûé 0,467. Òàêèì îá- ëèçå ó÷àñòâóåò 161 àâòîìîáèëü. Äëÿ êëàññà ðàçîì, àýðîäèíàìè÷åñêèå êà÷åñòâà NSU RO 80 ñðåäíÿÿ âåëè÷èíà àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà îïåðåæàëè ñðåäíèå ïîêàçàòåëè êàê ìèíèìóì èçìåíÿåòñÿ CxF = 0,8124 – 0,5334 ì2: íà äåñÿòü ëåò. Äèçàéí êóçîâà àâòîìîáèëÿ äî Àâòîìîáèëè Mercedes (1967–2016 ãã.). ñèõ ïîð ñìîòðèòñÿ ñâåæî. Ôàêòîð CxF = 0,9099 – 0,5522 ì2; Àâòîìîáèëè Citroen (1955–1989 ãã.). Ôàêòîð CxF = 0,837 – 0,6466 ì2; Àâòîìîáèëè BMW (1972–2009ãã.). Ôàêòîð CxF = 0,8748 – 0,712 ì2 [12]. Àâòîìîáèëü Citroen SM 1970 ã. âûïóñêà èìååò íèçêóþ âåëè÷èíó CxF = 0,468 ì2. Àìåðèêàíñêèé àâòîìîáèëü 1965 ã. âûïóñêà èìååò õóäøóþ âåëè÷èíó CxF = 1,2084 ì2. Èêîíîé ýòîãî êëàññà àâòîìîáèëåé ñ÷èòà- Ðèñ. 11. Àâòîìîáèëü NSU RO 80 åòñÿ ôðàíöóçñêèé Citroen DS (1955–1975 ãã.). Àâòîìîáèëü èìåë îðèãèíàëüíûé äèçàéí îò Êëàññ ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé F. Ôëàìèíèî Áåðòîíè (ðèñ. 10), ãèäðîïíåâìàòè- Ðàññìàòðèâàåìûé èñòîðè÷åñêèé äèàïàçîí ñ ÷åñêîå ñöåïëåíèå, óñèëèòåëü ðóëÿ, óñèëèòåëü 1977 ïî 2011 ãã.  àíàëèçå ó÷àñòâóþò 25 àâòî- òîðìîçîâ, ïîäâåñêó ñ èçìåíåíèåì äîðîæíîãî ìîáèëåé. Âåëè÷èíà àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàêòî- ïðîñâåòà. Äëèíà àâòîìîáèëÿ ðàâíà 4840 ìì, ðà CxF èçìåíÿåòñÿ â ðàññìàòðèâàåìîì ïåðèîäå øèðèíà 1790 ìì, âûñîòà 1470 ìì, êîëåñíàÿ âðåìåíè – 0,8776–0,7858 ì2. áàçà 3125 ìì. Àýðîäèíàìè÷åñêèå ïîêàçàòå- Äëÿ àâòîìîáèëåé Mercedes â ïåðèîä 1979– ëè, ïðèâîäèìûå â ðàçëè÷íûõ òåõíè÷åñêèõ èñ- 2002 ãã. àýðîäèíàìè÷åñêèé ôàêòîð CxF èçìå- òî÷íèêàõ, îòëè÷àþòñÿ ðàäèêàëüíûì îáðàçîì. íÿåòñÿ 0,6641–0,8128 ì2. Ïðèâîäèì çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà ëîáîâîãî Äëÿ àâòîìîáèëåé BMW (1977–2009 ãã.) àýðî- ñîïðîòèâëåíèÿ ýòîãî àâòîìîáèëÿ – 0,3; 0,31; äèíàìè÷åñêèé ôàêòîð CxF = 0,9109 – 0,7093 ì2. 0,311; 0,312; 0,326; 0,34;0,36; 0,38; 0,382; 0,39; Àâòîìîáèëè-îäíîêëàññíèêè, èìåþùèå ïðàê- 0,56. Ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ óêàçàíà òè÷åñêè ðàâíóþ âåëè÷èíó àýðîäèíàìè÷åñêîãî 1,988 ì2 è 2,136 ì2. Ïðè òàêèõ ðàçáðîñàõ èñõîä- ôàêòîðà, àìåðèêàíñêèé SC íûõ ïîêàçàòåëåé âåëè÷èíà ôàêòîðà îáòåêàåìî- (1989 ã. CxF = 0,616 ì2) è ãåðìàíñêèé Mercedes- ñòè êîëåáëåòñÿ îò 0,5964 ì2 äî 1,1962 ì2. Benz S (W220) 2000 ã. âûïóñêà, CxF = 0,618 ì2). Ïåðâûé èìååò õóäøèé êîýôôèöèåíò Ñõ, íî

48 Èçâåñòèÿ ÌÃÒÓ «ÌÀÌÈ», ¹ 3(37), 2018 Âåê àýðîäèíàìèêè ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé

ìåíüøóþ ïëîùàäü ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ îòíî- Ëèòåðàòóðà ñèòåëüíî âòîðîãî. 1. Êîðîëåâ Å.Â, Æàìàëîâ Ð.Ð., Êîòèí À.È. Àýðî- Õóäøèé àâòîìîáèëü 1980 ãîäà âûïóñêà äèíàìè÷åñêèå òðóáû êàê èíñòðóìåíò èññëåäîâà- BMW 745i (CxF = 0,963 ì2). íèÿ. Âåñòíèê ÍÃÈÝÈ. Âûï. 12 (19). Êíÿãèíèíî: Àâòîìîáèëè âûñøåãî êëàññà èìåþò áîëü- ÍÃÈÝÈ, 2012. – 122 ñ. øóþ äëèíó, ÷òî ñïîñîáñòâóåò õîðîøåé îáòåêà- 2. Ïåòðóøîâ Â.À. Íîâûé ìåòîä îïðåäåëåíèÿ ñîïðî- åìîñòè êóçîâà. Îòëè÷èå â àýðîäèíàìè÷åñêèõ òèâëåíèÿ äâèæåíèþ àâòîìîáèëÿ. Àâòîìîáèëü- ïîêàçàòåëÿõ àâòîìîáèëåé êëàññà F îïðåäåëÿ- íûé òðàíñïîðò, 1982, № 11. Ñ. 13–17. åòñÿ âåëè÷èíîé ïëîùàäè ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ. 3. Áåðíàöêèé Â.Â., Çâåðåâ È.Í., Ñìèðíîâ Â.À. Îïðå- Àâòîìîáèëü âûñøåãî êëàññà Rolls-Royse äåëåíèå Ñõ àâòîìîáèëÿ ïðè ïîìîùè ýêðàíà. Àâòî- Ghost âûïóñêà 2011 ã. ïðè ãåîìåòðè÷åñêèõ ïà- ìîáèëüíàÿ ïðîìûøëåííîñòü, 1991, № 6. Ñ. 16. ðàìåòðàõ (äëèíà 5399 ìì, øèðèíà 1948 ìì, 4. Costelli A., Garrone A., Visconti A., Buchheim R., âûñîòå 1550 ìì è êîëåñíîé áàçå 3295 ìì) èìååò Cogotti A., Kuhn A. FIAT research center reference êîýôôèöèåíò Ñõ ðàâíûé 0,33 è àýðîäèíàìè÷å- car: correlation tests between four full scale ñêèé ôàêòîð CxF = 0,863 ì2. European wind tunnels and road. “SAE Techn, Pap, Ïðÿìîé êîíêóðåíò – àâòîìîáèëü Maybach 62 Ser.”, 1981, № 810137, pp. 1–43. (ðèñ. 12) 2002 ã. âûïóñêà [13] ïðè äëèíå 6165 ìì, 5. Gary W. Eaker. Wind Tunnel – to – Road øèðèíå 1980 ìì, âûñîòå 1573 ìì, êîëåñíîé Aerodynamic Drag Correlation, SAE Paper 880250. áàçå 3827 èìååò êîýôôèöèåíò Ñõ ðàâíûé 0,31 è 6. Hucho W.H., Janssen L.J., Emmelmann, H.J. àýðîäèíàìè÷åñêèé ôàêòîð 0,8128 ì2. The Optimization jf Body Details – A Method for Reducing the Aerodynamic Drag of Vehicles. SAE – Paper 760185, Detroit, 1976. 7. Áåðíàöêèé Â.Â., Îñòðåöîâ À.Â. Èññëåäîâàíèå àýðîäèíàìèêè àâòîìîáèëÿ. Ìîíîãðàôèÿ. Ì.: ÈÍÔÐÀ-Ì, 2015. – 255 ñ. 8. Gordon Taylor Advances in vehicle aerodynamics Automotive Engineer, octobre / november 1982, s. 44–46. 9. Êîðîëåâ Å.Â, Æàìàëîâ Ð.Ð. Âëèÿíèå äëèíû è óãëà íàêëîíà çàäíåé ÷àñòè ìàñøòàáíîé ìîäåëè Ðèñ. 12. Àâòîìîáèëü Maybach 62 ëåãêîâîãî àâòîìîáèëÿ íà åå àýðîäèíàìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè // Àâòîìîáèëüíàÿ ïðîìûøëåííîñòü, Çàêëþ÷åíèå № 5, 2014. Îñíîâíûì âûâîäîì àíàëèçà àýðîäèíàìè- 10. Reiner W. Schlegelmilch, Hartmut Lehbrink, ÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé ÿâëÿåòñÿ ïîäòâåðæäåíèå Jochen von Osterroth MERSEDES h.f.ullmann. ôàêòà óìåíüøåíèÿ ñî âðåìåíåì âåëè÷èíû êî- 2007. 599 p. ýôôèöèåíòà ëîáîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ëåãêîâûõ 11. Êîðîëåâ Å.Â, Æàìàëîâ Ð.Ð. Ýêñïåðèìåíòàëüíîå àâòîìîáèëåé. Ðåçóëüòàòîì îáðàáîòêè àýðîäè- èññëåäîâàíèå âëèÿíèÿ ãàáàðèòíûõ ðàçìåðîâ ìàñ- íàìè÷åñêèõ äàííûõ îêîëî 1500 ëåãêîâûõ ñå- øòàáíûõ ìîäåëåé ïëîõîîáòåêàåìûõ òåë íà àýðî- ðèéíûõ àâòîìîáèëåé ñòàëî ðàñ÷åòíîå óðàâíå- äèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè // Àâòîìîáèëüíàÿ íèå, îïðåäåëÿþùåå âåëè÷èíó êîýôôèöèåíòà ïðîìûøëåííîñòü, № 11, 2014. ëîáîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ Ñõ â çàâèñèìîñòè îò 12. Ëüþèí Ò. ÂÌW – Ïîëíàÿ êíèãà. Âñå ìîäåëè ñ äàòû ïðîèçâîäñòâà ñ áîëüøîé äîëåé âåðîÿòíî- 1950 ãîäà. Ïåð. ñ àíãë. Ì.: ÔÀÈÐ.2008. – 384 ñ. ñòè (± 0,02): 13. Ïîíòåð Åíãåëåí. Ëåãêîâûå àâòîìîáèëè Mersedes- Ïðè ýòîì ñ áîëüøîé ñòåïåíüþ äîñòîâåðíîñòè Benz ñ 1996 ã. äî íàøèõ äíåé. Ì.: ÀÑÒ: Àñòðåëü: áëàãîäàðÿ çíà÷èòåëüíîìó ìàññèâó äàííûõ îïðå- 2007. – 479 ñ. äåëåíà çàâèñèìîñòü óìåíüøåíèÿ âåëè÷èíû àýðî- äèíàìè÷åñêîãî ôàêòîðà íà ïðîòÿæåíèè âñåãî ïå- References ðèîäà ïðîèçâîäñòâà ëåãêîâûõ àâòîìîáèëåé. 1. Korolev E.V, ZHamalov R.R., Kotin A.I. Aehrodi-  ñòàòüå ïðèâîäèòñÿ ðàñ÷åòíîå óðàâíåíèå äëÿ namicheskie truby kak instrument issledovaniya îïðåäåëåíèÿ âåëè÷èíû àýðîäèíàìè÷åñêîãî ôàê- [Wind tunnels as a research tool]. Vestnik NGIEHI. òîðà ÑõF â çàâèñèìîñòè îò äàòû ïðîèçâîäñòâà. Vyp.12 (19). Knyaginino: NGIEHI Publ., 2012. 122 p.

Èçâåñòèÿ ÌÃÒÓ «ÌÀÌÈ», ¹ 3(37), 2018 49 Êîðîëåâ Å.Â., Æàìàëîâ Ð.Ð., Áåðíàöêèé Â.Â.

2. Petrushov V.A. A new method for determining the 8. Gordon Taylor Advances in vehicle aerodynamics resistance to movement of automobiles. Avtomo- Automotive Engineer, octobre / november 1982, bil’nyj transport, 1982, No 11, pp. 13–17 (in Russ.). s. 44–46. 3. Bernackij V.V., Zverev I.N., Smirnov V.A. Defini- 9. Korolev E.V, ZHamalov R.R. Influence of the tion of the Cx of automobiles using the screen. Avto- length and angle of inclination of the rear part of the mobil’naya promyshlennost’, 1991, No 6, p. 16 (in scale model of a passenger automobiles on its aero- Russ.). dynamic parameters. Avtomobil’naya promyshlen- 4. Costelli A., Garrone A., Visconti A., Buchheim R., nost’, No 5, 2014. (in Russ.). Cogotti A., Kuhn A. FIAT research center refer- 10. Reiner W. Schlegelmilch, Hartmut Lehbrink, Jochen ence car: corre-lation tests between four full scale von Osterroth MERSEDES h.f.ullmann. 2007. 599 p. European wind tunnels and road. “SAE Techn, Pap, 11. Korolev E.V, ZHamalov R.R. Experimental study Ser.”, 1981, № 810137, pp. 1–43 of the influence of overall dimensions of scale 5. Gary W. Eaker. Wind Tunnel – to – Road Aerody- models of poorly streamlined bodies on aerodynam- namic Drag Correlation, SAE Paper 880250. ic characteristics. Avtomobil’naya promyshlennost’, 6. Hucho W.H., Janssen L.J., Emmelmann, H.J. The No 11, 2014. (in Russ.). Optimization jf Body Details – A Method for Re- 12. L’yuin T. BMW - Polnaya kniga. Vse modeli s 1950 ducing the Aer-odynamic Drag of Vehicles. SAE – goda [BMW - Full book. All models since 1950]. Per. Paper 760185, Detroit, 1976 s angl. Moscow: FAIR Publ. 2008. 384 p. 7. Bernackij V.V., Ostrecov A.V. Issledovanie aeh- 13. Ponter Engelen. Legkovye avtomobili Mersedes – rodinamiki avtomobilya [Study of aerodynamics of Benz s 1996 g. do nashih dnej [Mersedes - Benz automobiles]. Monografiya. Moscow: INFRA-M cars from 1996 to the present day]. Moscow: AST: Publ., 2015. 255 p. Astrel’ Publ.: 2007, 479 p.

AGE OF AERODYNAMICS OF AUTOMOBILES

Ph.D. E.V. Korolev1, Ph.D. R.R. ZHamalov1, Ph.D. V.V. Bernackij2 1Nizhny Novgorod State University of Engineering and Economics, Nizhny Novgorod, Russia 2Moscow Polytechnic University, Moscow, Russia [email protected]

The article analyzes the time variation of the values of the coefficient Cx and the aerodynamic factor for passenger vehicles of leading companies. Calculated equations of aerodynamic indexes are presented, both for the whole array of automobiles and for breaking them into classes according to the European classification. The analysis uses aerodynamic indicators of the main types of bodies of vehicles obtained both during road tests and in experiments in wind tunnels with full-scale objects. Examples are given of the discrepancy between aerodynamic indicators and the results of the correlation studies of automo- biles produced under different conditions, in different wind tunnels and its comparison with road tests. The reasons for these discrepancies are indicated. Examples are given of the change in aerodynamic indicators from the time of the release of generations of some brands of automobiles. The best and worst vehicles in aerodynamics for all six classes of European classification are indicated. The novelty is the de- termination of the regularity of the change in aerodynamic parameters, in particular of the aerodynamic factor, for the whole period of development of motorization, which requires the use of a large data set. The results of the analysis are also given. The result of the analysis is the conclusion that the amount of the aerodynamic factor of passenger vehicles is decreasing for the whole time of automobilization with a change in the external form of the body.

Keywords: time, changes, automobiles, air resistance, coefficient Cx, aerodynamic factor, automobile classes, calculation.

50 Èçâåñòèÿ ÌÃÒÓ «ÌÀÌÈ», ¹ 3(37), 2018