Дело в трубе

ДЕЛО В ТРУБЕ

]

ТЕХНИКА

ПОСТИГАЕМ

ДЕЛО В ТРУБЕ

В начале века автомобиль, как скульптуру, ваяли. Не торопясь, по наитию, методом проб и ошибок. Сегодня подход другой и результаты видны даже невооруженным глазом.

Евгений БОРИСЕНКОВ

Современный автомобиль, помимо прочих достоинств, должен обладать, по возможности, низким аэродинамическим сопротивлением.

Первым объектом аэродинамических исследований на ВАЗе стала «восьмерка». До нее этот процесс сильно смахивал на съемку гангстерского боевика. Бок о бок по дороге мчались два автомобиля. Один, испытуемый, был обклеен ленточками, указывающими направление воздушных потоков, а другой, где находился экипаж, увешанный кинокамерами, фиксировал все на пленку. Многие важные параметры при этом оставались «за кадром» (неизвестно, как ветер гуляет под капотом, днищем и т. д.). Пробовали использовать аэродинамические трубы авиационных институтов, но аппаратура, рассчитанная на другие объекты и скорости (автомобиль все же не самолет), не отвечала на многие вопросы автомобилистов. Единственной подходящей оставалась труба Дмитровского автополигона ЦНИИАТ. Однако каждый новый пластилиновый макет из Тольятти под Москву не повезешь — слишком далеко и хлопотно. Летом нежные «скульптуры» плавились от жары, а зимой трескались от мороза.

В последнее время всем этим на заводе занимается Управление специальных испытаний Генерального департамента развития ВАЗа. В 1997 году в Тольятти появилась собственная полномасштабная аэродинамическая труба, изготовленная по проекту фирмы DSMA INTERNATIONALINC. В ее чреве можно продувать любые автомобили с площадью поперечного сечения до четырех квадратных метров или макеты автобусов и грузовиков в масштабе 1:2 и 1:2,5.

Воздушный поток создает главный вентилятор — циклопическое сооружение с диаметром лопастей 7,4 метра, максимальными оборотами 300 об/мин и скоростью потока до 60 м/с (216 км/ч). Поначалу, опасаясь перегрузить электроподстанцию и оставить без света весь завод, систему (рабочая мощность — 2300 кВт) решались пускать лишь по ночам.

Один из главных элементов установки — аэродинамические весы фирмы Carl SCHENCK AG. Они и показывают те усилия, с которыми ураган набрасывается на машину. Раскачку автомобиля под напором ветра регистрирует телекамера — амплитуду определяют по колебаниям мишени, закрепленной на его днище. Всю информацию принимает и обрабатывает электронно-вычислительный комплекс IBM.

Слишком громоздкие объекты испытаний отправляются в трубу в виде уменьшенных копий. Делают их в основном из пластилина, так что вес макета достигает 2–3 тонн. Закатить эту «чушку» в трубу не так-то просто, поэтому на входе предусмотрен специальный поворотный круг.

Создают макеты, однако, не только по причине «негабарита». В процессе доводки форму автомобиля приходится не раз менять, и порой основательно. Строить каждый в натуральную величину долго и дорого, тем более что можно обойтись моделями в масштабе 1:5 или 1:10. Для работы с ними в 1995 году была задействована уменьшенная в четыре раза копия полномасштабной трубы со всеми ее основными системами. Требования к продуваемым макетам высоки — точность воспроизведения поверхности, включая подкапотное пространство и днище, — 0,5 мм.

Исследования, проводимые на таком оборудовании, имеют немалую научную ценность. Но главная их цель — совершенный автомобиль. А это очень непросто. К примеру, уже на готовой «восьмерке» обнаружили, что неправильно выбран угол наклона пятой двери. Она оказалась в аэродинамической тени — и к стеклу прилипала грязь с дороги. Изменять геометрию кузова (фактически полностью его переделывать) не стали — слишком накладно. Ограничились установкой стеклоочистителя. «Горб» на крыше «Самары» тоже появился не сразу. Его задача — сильнее прижать машину к дороге на высокой скорости.

«Десятка» строилась уже по-другому. Работа с макетами, а потом и с натурой (тогда еще в чужих трубах) помогла устранить просчеты на стадии проектирования. Днище вначале сделали обтекаемым. Но вскоре выяснили, что при этом плохо охлаждаются подкапотное пространство и выхлопная система. Поверхность «взъерошили», поставив в качестве компромисса специальные аэродинамические щитки (которые кое-кто ошибочно принимает за защиту картера двигателя). Затем обнаружили, что при скорости более 120 км/ч «дворники» отрываются от стекла, оставляя на нем водяную пленку. И на конвейер машина встала уже с доработанными рычагами. Подобных примеров много. Но самое главное, и это определили уже в своей трубе, — коэффициент аэродинамического сопротивления (Сх) у «десятки» получился ниже, чем у «Форда-Фокус» (автомобиль года, 1999), «Альфа-156» (автомобиль года, 1998) и нового «Опеля-Астра».

Большинство автомобилей трудится круглый год, поэтому ВАЗ обзавелся и собственным аэроклиматическим комплексом, в лабораториях которого закладывают необходимые «всепогодные» качества автомобиля. Основа комплекса — аэроклиматическая труба, где можно воссоздать буквально любые дорожные и климатические условия. Происходит это приблизительно так. Тестируемый объект въезжает на беговые барабаны. Независимые приводы позволяют им вращаться с различной частотой, имитируя спуски, подъемы и повороты. Можно даже развернуться на месте! Суммарная мощность «подпольного» механизма — 400 кВт. Встречный поток воздуха создает вентиляторная установка, благодаря которой можно «мчаться» со скоростью до 250 км/ч. Вместо солнца — специальный излучатель под потолком. Пластиковое покрытие пола легко уподобить горячему песку или асфальту — специальная система нагревает его до 75°С. Не забыли и про осадки. В распоряжении оператора и мелкий осенний дождик, и тропический ливень, и град, и снегопады любой интенсивности. Морозец здесь бывает нешуточный — до минус 45°С, и тогда затянутые инеем стекла камеры и замерзшие решетки для слива талой воды приходится подогревать.

Конечно, сам пункт управления погодой надежно изолирован от катаклизмов внутри трубы, где лишь автомобиль с водителем. Для него в камере в специальном боксе установлен монитор, через который водителю задают все параметры «движения», соответствующие заданной программе испытаний.

Помимо самой аэроклиматической трубы, в комплексе есть несколько испытательных камер поменьше. Бароклиматическая, например, позволяет «подняться» на высоту до 2700 метров над уровнем моря.

Хотя СО у нас проверяют при каждом удобном случае, это не единственная угроза транспорта окружающей среде. Нынешний автомобиль — скопище всевозможных искусственных материалов, которые при нагреве выделяют не безвредные вещества. Чтобы оценить угрозу, проводят специальные испытания. Автомобилю дают «покататься» на беговых роликах, нагревая его снаружи искусственным солнцем, а потом загоняют в герметичное помещение, где измеряют объем испарений и их состав. Все эти параметры жестко нормированы. Так что, покупая какую-нибудь экзотическую оплетку на руль, поищите на ярлыке знак Росстандарта, чтобы, нагревшись на солнышке, она не превратила салон в газовую камеру.

Кстати, журнал планирует в скором времени провести на этом комплексе ряд исследований, связанных с повседневной эксплуатацией автомобиля, о чем наши читатели узнают из ближайших номеров.

Как видите, автомобиль — дело весьма тонкое. И вывести новичка «в люди» сегодня под силу лишь специалистам, располагающим самым современным испытательным оборудованием.

Аэроклиматическая камера. Затишье перед бурей.

Главный вентилятор — одно из «чудес» аэродинамического комплекса.

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Комментарии