Recentemente, cada vez mais você pode encontrar conceitos com aerodinâmica ativa. Em carros reais, spoilers ativos são usados e uma asa com ângulo de ataque variável. Todos os desenvolvimentos implementados no "metal" de carros reais são usados para melhorar o manuseio e a força descendente.
A economia de combustível devido à mudança ativa na forma do carro até agora só pode ser encontrada em conceitos como Renault EOLAB e Mercedes-Benz IAA.
O desenvolvimento da "aerodinâmica ativa", no entanto, não se limita aos carros.
Por exemplo, o dispositivo Trailer Tail (“cauda” de um semi-reboque) da ATDynamics (EUA) já usa mais de 12 mil trens rodoviários.
De fato, este é um conjunto de carenagens para instalação na parte traseira de um semi-reboque padrão. Sua instalação em condições ATP não leva mais que uma hora para qualquer trailer. No estacionamento ou antes de carregar e descarregar a carga, a “cauda” se dobra em alguns minutos sem usar nenhuma ferramenta e é fixa. Ao bater na parte traseira do semirreboque, os painéis “traseiros” são facilmente deformados e, em seguida, também restauram facilmente a forma, pois são feitos de compósito com especial. propriedades.
Uma abordagem diferente para solucionar o problema de estolagem de fluxo e turbulência atrás do semirreboque foi aplicada na ATS (Aerodynamic Trailer Systems, EUA).
Eles usaram um design inflável de “cauda” - um spoiler SmartTrail (controlado eletronicamente) que se desdobra ou dobra automaticamente enquanto o trem está em movimento.
O dispositivo consiste em:
- Um spoiler inflável, cujas pétalas acolchoadas são feitas de um composto termoplástico muito flexível e um revestimento superior de polímero. Esse projeto garante estanqueidade e boa aerodinâmica, além de facilidade de limpeza e resistência à aderência da neve (e à formação de uma crosta de gelo).
- Duas bombas de ar (uma para impulsionar a cauda e outra para bombear ar). As bombas funcionam automaticamente, dependendo da velocidade do trem rodoviário.
- Sistema de controle (microcomputador de bordo) com GPS. As funções deste sistema são a regulação da "cauda", dependendo da velocidade do movimento e dobra total para abrir as portas do semi-reboque. O sistema também leva em consideração altitude, temperatura ambiente, velocidade e direção do vento.
A massa de todo o dispositivo é de 59 kg. largura 500 ... 610 mm.
Os benefícios de um spoiler SmartTrail são:
- 4 ... 7% de economia de combustível;
- Encolhe automaticamente ao reverter sem afetar o comprimento do trem rodoviário em condições de estacionamento apertadas;
- Não requer manutenção constante, pois não existem peças mecânicas móveis expostas à chuva, neve e gelo.
Além das “caudas”, os spoilers são frequentemente usados em caminhões e ônibus, e vários revestimentos para o objetivo principal são a economia de combustível. No entanto, com grandes volumes de tráfego, o tijolo “lambido”, mesmo com uma economia de alguns por cento, traz benefícios financeiros tangíveis.
Nos carros, o tema da "atividade" está apenas ganhando força. Um exemplo muito interessante aqui é o IAA da Mercedes-Benz.
Muitos provavelmente já ouviram falar das tampas das rodas "ativas" anteriormente (havia até uma patente para esse projeto na URSS, mas havia uma construção simples, principalmente para um melhor resfriamento dos freios). Outros elementos aqui já têm uma "história" mais moderna. O conceito IAA possui dois modos de status do veículo: "modo de design" e "modo aerodinâmico". O segundo modo permitiu reduzir o coeficiente de arrasto (Cx) de 0,25 para 0,19. Ao dirigir após atingir 80 km / h, é fornecida uma transição automática para o modo aerodinâmico.
A cauda no modo aero se estende por 390 mm e consiste em oito escudos especiais.
Hoje, estão sendo feitas tentativas para refinar os carros com as próprias mãos. Por exemplo - Darin Cosgrove (Darin Cosgrove), conduziu um experimento simples em seu Pontiac Firefly. Ele prendeu uma cauda peculiar, que se dizia ser feita principalmente de fita adesiva e papelão, com 137 cm de comprimento.
O resultado do "ajuste" foi bom - o Cx caiu de 0,34 para 0,23, enquanto o consumo a uma velocidade de 90 km / h caiu 15%. Para provar esses números, o pesquisador percorreu três segmentos de acordo com o esquema ABA-A (com cauda, sem ela e novamente com ela). O teste coincidiu com o cálculo, levando em consideração o erro de temperatura e vento nesses segmentos, comprovando que a presença de uma traseira alongada pode aumentar a aerodinâmica. A propósito, estudos semelhantes foram conduzidos nos anos 50, mas lá, devido à falta de aerodinâmica da frente do carro, o efeito nem sempre foi grande.
Mais adiante, havia outros “produtos caseiros” com grande potencial, mas com praticidade duvidosa. "Caudas" para picapes e outros carros.
Houve uma afinação "atada" semelhante e os conceitos da URSS!
Gas-A-Aero (1934 g)
Este carro é um ex-GAZ-A, refeito por Alexei Nikitin com a maior aproximação possível à sua forma ideal - uma gota de líquido. O resultado de seu trabalho foi impressionante - o coeficiente de arrasto (Cx) diminuiu 2 vezes em comparação com o GAZ A. original. A velocidade máxima também aumentou para 106 km / h.
Havia também "mísseis" aerodinâmicos baseados na "vitória".
GAZ-SG1
O aviador Alexei Smolin criou um carro recorde na década de 1950 com base no GAZ M20 Pobeda. O teto era discreto e capotas de duralumínio apareciam na frente e atrás. As rodas tinham escudos e a cauda foi puxada para dentro de um cone. Além disso, o motor foi modificado e o fundo é coberto com um palete liso. O carro já poderia desenvolver 190 km / h!
Já havia o projeto mais louco do Gas Torpedo. Aqui a idéia de gotículas já estava maximizada.
Hoje em dia, um "design biodinâmico" dos anos 90 e alguns análogos modernos de conceitos específicos podem ser considerados um exemplo parcial do renascimento de hobbies sobre carros aerodinâmicos.
Em geral, a idéia da cauda já é bastante "barbuda" e talvez em breve volte a experimentar um renascimento. No entanto, as tendências atuais para aumentar as vendas de crossovers e microcarros simplesmente não deixam uma escolha no campo da melhoria da aerodinâmica, porque a parte de trás do corpo é um elemento importante que determina a aerodinâmica de um carro. Aqui a conta não chega aos centésimos, mas décimos de Cx.
A paixão por hatchbacks e liftbacks melhorou um pouco a situação, mas em termos de maximizar o uso do espaço não há melhor forma universal, mas essa forma é muito pior no sentido aerodinâmico. Atrás da máquina, com esse fator de forma, uma grande zona de vácuo é formada, o que aumenta a resistência ao movimento. Além disso, muita sujeira é poluída na zona de turbulência, poluindo a janela traseira.
A “cauda” da perua pode muito bem resolver esses problemas e trazer benefícios adicionais.
O fato é que, na Rússia, e nos mesmos EUA - Canadá, existem muitos trechos longos e retos de estradas por 200-400 km, onde a instalação de uma “cauda” provavelmente não será um problema para o restante dos participantes do tráfego. Assim, ao conectar esse elemento aerodinâmico ao carro em frente a uma longa estrada, seria possível economizar combustível (energia) muito bem. Se levarmos em conta a experiência dos elementos aerodinâmicos da carga, essas estruturas poderão ser parcialmente infláveis (para ocupar um espaço mínimo quando dobradas).
Considerando que o maior efeito será alcançado com a ajuda da cauda, ao longo do comprimento do carro maior, seria lógico usar um ponto de suporte adicional para a cauda (reboque) como uma solução para o problema, e o desdobramento da “cauda” pode muito bem ser telescópico.
Existem até exemplos originais ...
Carro elétrico com uma área variável do painel solar de Mukhanov Alexander Leonidovich (patente número 2053142).
O painel solar no processo de movimento é estendido pelo princípio de uma cama dobrável telescópica. Nas curvas e em alguns modos de direção, o comprimento é mínimo, enquanto dirige na estrada e em longos estacionamentos - o comprimento máximo.
Como este dispositivo só será necessário para melhorar a aerodinâmica, a absorção de choque pode muito bem ser controlada eletronicamente.
Nas condições da cidade, quando a cauda é dobrada, ela ocupa a mesma quantidade de espaço que um trailer normal e, com outras melhorias, pode ser menor.
Um exemplo é o conceito Dock + Go com várias versões de módulos de reboque.
Obviamente, com o uso massivo de tais estruturas, surgirão questões legislativas. O comprimento máximo da "cauda" em carros de várias classes precisará ser limitado para que ultrapassar esses carros não seja um problema, mas provavelmente com uma mudança "ativa" no comprimento do tráfego, isso só diz respeito a certas seções da estrada e a certas condições da estrada durante o movimento.
A segurança passiva desse dispositivo também será beneficiada, pois ao atingir a traseira com a cauda estendida, a zona de colapso será várias vezes maior (em regra, a inércia do impacto traseiro, ao contrário do impacto frontal, é quase impossível de reduzir).
Uma visão traseira pode substituir uma boa câmera de visão traseira (que será muito mais confiável e melhor do que um copo enorme que precisa ser aquecido e lavado com um zelador). Mesmo uma possível desvantagem na forma de aumento do vento pode ser parcialmente compensada pela resistência das rodas de suporte da “cauda”, pois sem elas o momento de desdobramento será um problema sério em um vento cruzado.
PS - Eu acho que, com o tempo, esses projetos passarão da categoria de "caseiro" para um elemento completamente padrão de ajuste (como era com spoilers, asas traseiras e kits de carroceria na época), mas por enquanto só existem patentes de fabricantes de automóveis.
Assim, nos Estados Unidos, é registrada uma patente da Toyota para um design estranho de um dispositivo telescópico para aumentar a eficiência aerodinâmica de um carro.
A patente foi registrada pela primeira vez na TEMA, uma divisão de pesquisa e desenvolvimento da Toyota na América do Norte, em 2016, mas foi publicada apenas em 2018! Ele descreve um mecanismo telescópico achatado para reduzir a resistência do ar, o que reduziria a resistência aerodinâmica ao ar.