Ностальгия и модерн
Блог

Мини-торнадо от крыльев всегда замедляли болиды «Ф-1». Но инженеры нашли способ ускорить машины благодаря им

Шедевральная идея, победившая главный недостаток традиционного авиастроения.

Любой постоянный зритель Гран-при «Формулы-1» хотя бы раз в жизни замечал интереснейший визуальный эффект от контакта воздуха с поверхностью болида – мини-торнадо на переднем или заднем антикрыле.

Оно заметнее всего именно там – на больших деталях определенной формы – и непременно на большой скорости (свыше 200 км/ч). Но попадают в кадр и при съемке с дефлекторов – при определенных погодных условиях: обычно под дождем и при низких температурах.

Тот же самый эффект позволяет мухам летать, а сверхзвуковым самолетам «Конкорд» – достигать той самой скорости выше скорости звука.

Они называются «завихрениями» и являются естественным побочным эффектом от работы антикрыльев. Они производят много лобового сопротивления и в реальности значительно замедляют болиды.

Однако за последние 15 лет инженеры «Ф-1» открыли гениальные способы контроля над ними и даже использовать для ускорения машин! Даже разработали обвес особой формы, чтобы специально их создавать – но только в определенных нужных местах.

Лучше всего объяснить суть завихрения можно на примере самолета: его форма создает над крылом зону более высокого давления, чем под крылом, и перепад в значениях буквально «высасывает» машину вверх. Вот здесь можно увидеть, как это происходит.

Но еще занятнее выглядит эффект на гранях крыла.

Воздух из-под крыла обтекает грани и таким образом подсасывается вверх зоной пониженного давления.Так и складывается этот эффект спиралевидного движения воздуха, похожий на мини-торнадо.

Для самолетов и других летательных аппаратов завихрения – вредны: создают много лобового сопротивления. И чаще всего их появление нельзя избежать, поскольку они являются естественным побочным эффектом работы крыла.

То же самое происходит и с болидами «Формулы-1». Уже в 80-е и 90-е их часто замечали за задними антикрыльями – иногда длиной в целый метр!

Просто заднее антикрыло генерирует около 30 процентов всего лобового сопротивления машины. Десятилетиями инженеры искали способ минимизировать или убрать завихрения, чтобы уменьшить сопротивление и ускорить машины на прямых. И в итоге обнаружили, что в других частях болидов из завихрений можно выжать что-то полезное!

Антикрылья начали специально строить для создания нужных завихрений – чтобы аккуратно перенаправить воздух подальше от днища. Именно поэтому современные антикрылья содержат столько пластин, острых граней и рассекателей – все они имитируют грани крыла самолета и создают большое количество нужных торнадо.

На внешних границах завихрений воздух движется очень быстро – и потому используется как барьер для блокировки других потоков воздуха. И завихрения, которые направляются в одну сторону, вливаются друг в друга и создают один большой торнадо.

Одна из главных проблем для отделов аэродинамики в современной «Ф-1» – турбулентный воздух от колес, создаваемый в особенности в поворотах. Его нельзя использовать для генерирования прижимной силы, поскольку возмущенный поток не «удерживается» на поверхности антикрыла – им нужен стабильный поток. Вот почему инженерам нужно отводить «грязный» воздух от важных зон болида вроде днища, диффузора и заднего антикрыла.

Именно это и делают завихрения – направляются антикрылом и дефлекторами таким образом, чтобы отсекать турбулентный поток подальше от машины.

Но завихрения на заднем антикрыле все равно остаются – и все равно производят лобовое сопротивление. Вот почему инженеры создают всевозможные необычные формы деталей – чтобы минимизировать последствия.

Так на задних (и передних) антикрыльях появились боковые пластины – чтобы смешивать завихрения с остальным окружающим воздухом. Специально для снижения лобового сопротивления в пластинах прорезают «лувры» – отверстия, «причесывающие» торнадо, снижающие их скорость и размывающие разницу в давлениях. Тем самым снижается размер завихрения и его влияние на максимальную скорость.

Следующий способ еще гениальнее: конфликт с другим торнадо. Для компенсации эффекта инженеры придумали сделать еще одну грань на заднем антикрыле – которая создавала и направляла бы завихрение наперерез естественному.

Один поток фактически обнуляет другой – и скорость на прямых значительно повышается. Надо бы подкинуть эту идею производителям самолетов!

Указатели на трассе «Ф-1» в 1164 раза ярче экранов в кинотеатрах. Но гонщики все равно пропускают требования на них

У гайковерта для «Формулы-1» крутящий момент – как у турбомотора «Порше»! Один такой стоит больше $8 тысяч

Специально для сложнейшего поворота в «Ф-1» гонщики меняют сразу 4 настройки за 5 секунд. А потом возвращают все назад еще быстрее

Источник: Driver61

24 комментария

Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Ребята, у самолёта ПОД крылом более высокое давление, чем НАД крылом. За счёт этого он и "всплывает" в потоке. Из высокого давления в низкое. Я понимаю, что вы больше по гонкам, чем по аэродинамике, но надо же быть в теме, если уж начинаете...
https://avia.pro/sites/default/files/krylo.jpg
+62
-2
+60
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Ответ Mohnatiy
Ребята, у самолёта ПОД крылом более высокое давление, чем НАД крылом. За счёт этого он и "всплывает" в потоке. Из высокого давления в низкое. Я понимаю, что вы больше по гонкам, чем по аэродинамике, но надо же быть в теме, если уж начинаете... https://avia.pro/sites/default/files/krylo.jpg
Тоже хотел это написать, а ещё мини торнадо как говорит автор, да и то что мы видим на самолёте это эффект прандаля-глоэрта, завихрения за крылом это совсем другое, вообщем автору надо немного поучить матиал
+28
-3
+25
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
"Лучше всего объяснить суть завихрения можно на примере самолета: его форма создает
над крылом зону более высокого давления, чем под крылом, и перепад в значениях
буквально «высасывает» машину вверх."

после этого читать дальше не стал
+18
-1
+17
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
> Лучше всего объяснить суть завихрения можно на примере самолета: его форма создает над крылом зону более высокого давления, чем под крылом

И куда такой самолет полетит, окромя как в землю рогами?
+7
-1
+6
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
"Какое-то вступление"

:)
+5
0
+5
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
на примере самолета: его форма создает над крылом зону более высокого давления, чем под крылом, и перепад в значениях буквально «высасывает» машину вверх. --- Вроде в школе учили учили, что наоборот. Или я что-то путаю?
+5
-1
+4
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Ответ dimazic
Тоже хотел это написать, а ещё мини торнадо как говорит автор, да и то что мы видим на самолёте это эффект прандаля-глоэрта, завихрения за крылом это совсем другое, вообщем автору надо немного поучить матиал
Я бы еще добавил, что совсем не инженерный текст. Чуть больше слов правильных. И если уж гвоорить про ародинамику, то завихрения не лобовое сопротивление, а индуктивное. Тяжело продираться через странные термины, нет чтоб - лобовое, волновое и индуктивное сопротивления.
+5
-2
+3
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Ответ Alfred Nobel
ваша картинка такой же бред, как и текст статьи. вот по делу: https://habr.com/ru/post/369603/
Вы явно не Нобель, товарищ... Ведь даже в этой статье указано про разницу давлений именно в том порядке, что я и написал. Так что это никак не отменяет ошибку авторов и смысл моего комментария.
+4
-2
+2
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Ответ Alfred Nobel
ваша картинка такой же бред, как и текст статьи. вот по делу: https://habr.com/ru/post/369603/
Путаная статья с совершенно неверными выводами при изначально правильных вводных. Верно начинают разговор про угол атаки, но в итоге скатываются в демагогию. Так что следует побольше изучать труды Бернулли и Жуковского. Ставьте минус, почту за комплимент.
+4
-2
+2
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Офигел от заявления о том, что давление над крылом выше чем под ним. Посмотрел на комменты - не всё потеряно, образованные люди на спортсе ещё остались. Но Жуковский, конечно, от таких статей вращается аки пропеллер
+2
-1
+1
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
В общем, доберусь до работы, загляну в справочник. Интернет - ещё тот кладезь мудрости. Ваша статья меня тоже смущает.
+3
-2
+1
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Ответ doctor.morge
Прандтля? Ну его на Ф1 не достичь, там нужна околозвуковая скорость.
Это зависит от влажности, во влажном воздухе нужна меньшая скорость
+1
0
+1
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Ответ doctor.morge
Прандтля? Ну его на Ф1 не достичь, там нужна околозвуковая скорость.
Кстати нагулил, там это все и описано, и про ф1 тоже.
+1
0
+1
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
> Лучше всего объяснить суть завихрения можно на примере самолета: его форма создает над крылом зону более высокого давления, чем под крылом И куда такой самолет полетит, окромя как в землю рогами?
Зато он очень быстро поедет.
+1
0
+1
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Автор книгу Ньюи прочитал, и решил с нами дремучими поделиться сакральным знанием
0
0
0
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Ответ Mohnatiy
Ребята, у самолёта ПОД крылом более высокое давление, чем НАД крылом. За счёт этого он и "всплывает" в потоке. Из высокого давления в низкое. Я понимаю, что вы больше по гонкам, чем по аэродинамике, но надо же быть в теме, если уж начинаете... https://avia.pro/sites/default/files/krylo.jpg
Ну подумаешь немного ошибся...
0
0
0
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Ответ dimazic
Тоже хотел это написать, а ещё мини торнадо как говорит автор, да и то что мы видим на самолёте это эффект прандаля-глоэрта, завихрения за крылом это совсем другое, вообщем автору надо немного поучить матиал
Это срыв потока, и виден он обычно когда влажность. Ну там где самолёт садится..
0
0
0
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Это срыв потока, и виден он обычно когда влажность. Ну там где самолёт садится..
Нет, это не срыв потока, это эффект пранлаля глоэрта все же прочитай в Википедии. Срыв потока на самолёте происходит при больших углах атаки, когда поток воздуха вокруг аэродинамических поверхностей перестает быть ламинарным и становится вихревым...
0
0
0
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Ответ dimazic
Нет, это не срыв потока, это эффект пранлаля глоэрта все же прочитай в Википедии. Срыв потока на самолёте происходит при больших углах атаки, когда поток воздуха вокруг аэродинамических поверхностей перестает быть ламинарным и становится вихревым...
Прандтля? Ну его на Ф1 не достичь, там нужна околозвуковая скорость.
0
0
0
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
"Лучше всего объяснить суть завихрения можно на примере самолета: его форма создает над крылом зону более высокого давления, чем под крылом, и перепад в значениях буквально «высасывает» машину вверх." после этого читать дальше не стал
Там ещё «какое-то вступление»
0
0
0
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Ответ Das ist SPARTA
Офигел от заявления о том, что давление над крылом выше чем под ним. Посмотрел на комменты - не всё потеряно, образованные люди на спортсе ещё остались. Но Жуковский, конечно, от таких статей вращается аки пропеллер
Да просто ну читать же надо. Я ж гвоорю, никогда лобовым индуктивное сопротивление не было) Просто все перепутано, помтоу что переводить надо, будучи в теме, все-таки.
0
0
0
Возможно, ваш комментарий нарушает правила, нажмите на «Отправить» повторно, если это не так, или исправьте текст
Показать все комментарии
Укажите причину бана
  • Оскорбление
  • Мат
  • Спам
  • Расизм
  • Провокации
  • Угрозы
  • Систематический оффтоп
  • Мульти-аккаунтинг
  • Прочее
Пожаловаться
  • Спам
  • Оскорбления
  • Расизм
  • Мат
  • Угрозы
  • Прочее
  • Мультиаккаунтинг
  • Систематический оффтоп
  • Провокации
Комментарий отправлен, но без доната
При попытке оплаты произошла ошибка
  • Повторить попытку оплаты
  • Оставить комментарий без доната
  • Изменить комментарий
  • Удалить комментарий