Ő földhatás Ez az egyik legerősebb és leglenyűgözőbb aerodinamikai koncepció a motorsportokban. Lehetővé teszi nagy függőleges erő (lenyomóerő vagy negatív aerodinamikai terhelés) létrehozását anélkül, hogy kizárólag hatalmas csűrőkhöz kellene folyamodni, ami csökkenti a légellenállást és javítja a végsebességet. Ebben a cikkben elmondjuk mit Ez, hogyan működik fizikailag, eredete a Forma-1-ből, a műszaki fejlődése, és hogyan vált át az utcai autókba és a modern szuperautókba.
Mi a talajhatás?
A talajhatás a létrehozása kisebb nyomás az autó alatt a környezeti nyomáshoz képest, így a nyomáskülönbség lefelé nyomja a járművet. Technikailag az Használja ki a Venturi-elvet valamint a Bernoulli-egyenlet által leírt nyomásváltozások: a légáramlás felgyorsításával egy szűkebb szakaszon (például a kocsi alatti alagútban) a statikus nyomás csökken.
Az eredmény a kerekek nagyobb tapadása az aszfalttal, jobb oldalirányú tapadás és nagyobb sebesség a kanyarokban. A lényeg: nem mágikus „szívásról” van szó, hanem a légáramlás manipulálásáról, hogy az gyorsabban és kisebb nyomással haladjon át a jármű alatt, míg az áramlás az autó felett ellenőrzött állapotban van az ellenállás minimalizálása érdekében.
A Forma-1-ből ered: a Lotustól a tiltásig
A talajhatás nem egyik napról a másikra született meg. Szisztematikus kihasználása annak tulajdonítható Lotus Colin Chapman terveivel az 1970-es évek végén (Lotus 78 és végérvényesen Lotus 79). Ezek az autók sarokvédőket és oldalain alagutak, amelyek levegőt vezettek és Venturi-kamrákat hoztak létre az alváz oldalain: a terhelés jelentősen nőtt anélkül, hogy terjedelmes légterelőket adtak volna hozzá.
Az előny óriási volt, és 1978 és 1982 közöttsok csapat dolgozott ki hasonló megoldásokat. A talajhatásnak azonban voltak kockázatai: az autók attól függtek, hogy megőrizzék nagyon magas stabilitásukat a talaj-alváz távolságban; a szoknyák ütése vagy integritásának elvesztése hirtelen terheléskiesést és baleseteket okozhat. Emellett egészségügyi problémák is felmerültek az erők és a becsapódási biztonság miatt. Ezen okok miatt az FIA szigorú szabályozást vezetett be, amely 1983-tól kezdve sík padlót írt elő az autókban, korlátozva a talajhatás szélsőséges alkalmazását az F1-ben.
A talajhatás technikai fejlődése
Bár a „tiszta” talajhatást szabályozták, az elvek különböző formákban újra megjelentek. Ő hátsó diffúzor fejlesztés (80-as évek vége és 90-es évek) kihasználták az autó alatti áramlás bővülését, amikor hátulról kiszálltak, hogy alacsony nyomást és ezáltal leszorítóerőt hozzanak létre. A modern megoldások egyesítik:
- Venturi alagutak és diffúzorok profilozott a karosszéria alatt.
- Merev vagy rugalmas szoknyák (akkoriban) az oldalsó légbeömlő szabályozására.
- Gereblye: az autó „dőlésszöge”, amely növeli a nyomáskülönbséget.
A határréteg kezelése az áramlási leválások elkerülése érdekében.
2022-ben az új F1-szabályzattal amely a talajt részesítette előnyben a terhelés fő forrásaként, a talajhatás visszatért az előtérbe. Az együlésesek óriási függőleges terhelést generáltak, de megjelent egy mellékhatás: a bukdácsolás (ismételt függőleges emelkedés) a talaj, a felfüggesztés és az áramlási szétválasztás közötti kölcsönhatás révén. A berendezéseknek és a mérnököknek kellett igazítsa a felfüggesztéseket, beállításokat és geometriákat enyhítésére.
Alkatrészek gyakorlati szempontból
- Levegőbemenet/fúvókák: az áramlást a Venturi zónákba irányítani.
- Venturi alagút: konvergáló-divergens szakasz, amely felgyorsítja a levegőt és csökkenti a nyomást.
- Hátsó diffúzor: a levegőben fokozatosan visszanyeri a nyomást, energiát von el, és „húzást” generál, amely leengedi az autót.
- Szoknyák és oldaltömítés: megakadályozza a nem kívánt levegő bejutását, amely dekompenzálja a Venturi-kamrát.
- Aktív vezérlés: versenyen aktív és elektronikus felfüggesztést alkalmaznak az ideális magasság megtartása érdekében; Az utcán ez korlátozottabb.
Alkalmazás utcai és sportautókban
Előnyök
- Kisebb ellenállással generál terhelést, mint a nagy csűrők; jobb aerodinamikai hatásfok.
- Lehetővé teszi a „tisztább” konfigurációt és a kevésbé agresszív esztétikai stílust.
- A szuperautókban maximalizálja a tapadást a végsebesség feláldozása nélkül.
Korlátozások
- A gördülési magasságra való érzékenység: a gyorshajtások, a kátyúk és a változó terhelések megnehezítik a valós forgalomban való használatát.
- Robusztus megoldások szükségesek a tömítéshez és a szerkezeti integritáshoz.
- Nagyobb bonyolultság az útengedélyezés és a fejlesztési költségek tekintetében.
Ezért van jelen az utcai autókban általában a szuperautókra korlátozódik valamint olyan exkluzív modellek, amelyek merev platformokat, aktív felfüggesztést és elektronikus vezérlést használnak a talaj és az alváz közötti távolság megtartása érdekében. Benne az elektromosság világagördeszka típusú platformok (lapos akkumulátorok) megkönnyítik a padló alatti alagutak kialakítását, így a jövőben még több alkalmazással fogunk találkozni.
A jövő: CFD, anyagok és aktív vezérlés
A talajhatás folyamatosan fejlődik köszönhetően a CFD-nek (számítási folyadékdinamika), könnyű anyagok, valamint az aktív felfüggesztések és az elektronikus vezérlés integrálása. A lehetőségek között szerepelnek olyan rendszerek, amelyek valós időben állítják be a magasságot, hogy elkerüljék a porondozást vagy a terhelés elvesztését, az adaptív felületek, amelyek optimalizálják a szellőzést, valamint az elektromos autóknál az alváz használata az autonómia és a stabilitás egyidejű javítására.
A talajhatás az egyik aerodinamikai eszköz hatékonyabb a teljesítmény és a stabilitás javítása érdekében egy járműről. Az F1-ben született, a szabályozási korlátok miatt módosították, és ma kifinomultsággal bukkan fel: fejlett diffúzorok, elektronikus menedzsment és anyagok, amelyek lehetővé teszik, hogy biztonságosan vigyék a felhasználóhoz egyre közelebb kerülő autókba. megérteni a földhatás az, hogy megértsük a a modern design elengedhetetlen része: hogyan lehet úgy manipulálni a levegőt, hogy az a mi érdekünkben legyen, az aszfalthoz tapadva az autókat anélkül, hogy fel kellene áldozni a sebességet.
