Аэродинамика Ford F-150: как увеличить запас хода более чем на 10%!

Более подробная информация о: Тестировании разгона F150:    • Drag Measurement  - Coastdown Testing   В этом видео мы улучшим аэродинамику любимого американского пикапа Ford F150. В качестве отправной точки мы использовали высокодетализированное 3D-сканирование последней версии Ford F150 2021 года, в данном случае в гибридном варианте, предоставленное нашим партнером A2MAC1. Мы загрузили это 3D-сканирование непосредственно в AirShaper, установили скорость 30 метров в секунду, добавили вращающиеся колеса и запустили обычную симуляцию. Через несколько часов мы сразу же обнаружили ряд проблемных зон с точки зрения аэродинамики: Сразу за кабиной поток отрывается и превращается в турбулентный след. Часть потока опускается в грузовой отсек, а затем ударяется о задний борт, снова создавая след. Огромные зеркала, несомненно, очень практичны и безопасны, но они также создают значительное сопротивление. В днище много открытых элементов. Это очень удобно для легкого доступа и быстрого ремонта, но это сильно препятствует потоку воздуха под автомобилем, создавая сопротивление. Колеса выглядят красиво, но их острые края и большие отверстия создают так называемое вентиляционное сопротивление – это энергия, теряемая при смешивании воздуха, что приводит к дополнительному сопротивлению. Кроме того, они создают загрязненный воздух, который влияет на аэродинамику автомобиля в дальнейшем. Дорожный просвет автомобиля довольно большой – отлично подходит для бездорожья, но обычно не очень хорошо для аэродинамики автомобиля, поскольку теперь больше воздуха проходит через канал между днищем и землей. А поскольку днище так открыто, это также может создавать дополнительное сопротивление. Вердикт: коэффициент аэродинамического сопротивления 0,463. Не очень впечатляет по сравнению, например, с 0,21 у Lucid Air. Итак, ребята из A2MAC1 взялись за работу, вдохновившись Tesla Cybertruck, и придумали ряд улучшений — давайте посмотрим, насколько каждое из них снижает сопротивление! — Во-первых, задняя крышка: закрывая грузовой отсек, поток воздуха над и вокруг салона теперь в основном остается прикрепленным к задней крышке. Воздух не ударяется о задний борт и теперь плавно скользит вниз, помогая уменьшить турбулентность позади автомобиля. Только это решение снижает аэродинамическое сопротивление на поразительные 14,82%! Оптимизация этой общей формы автомобиля помогает улучшить так называемое восстановление давления: в передней части автомобиля воздух ударяется о переднюю часть и создает высокое давление, толкая автомобиль назад. Как только он пересекает среднюю точку автомобиля, поток снова начинает сужаться. Если правильно поддерживать воздушный поток, это помогает создать толчок вперед, компенсируя часть сопротивления в передней части. Базовая форма Tesla Cybertruck обладает большим потенциалом в этом отношении, хотя острые грани, возможно, нуждаются в небольшой доработке. Во-вторых, F150 получил гладкое днище. Это то, что мы также видели при анализе Porsche Taycan, и что применимо ко многим электромобилям: благодаря электрической трансмиссии можно создать практически полностью плоское днище. Это способствует гораздо более плавному и менее турбулентному потоку воздуха, что значительно снижает сопротивление. В этом случае даже очень грубая конструкция днища снизила сопротивление на 3,4%! Затем аэродинамические колпаки колес Tesla Model 3 были взяты из базы данных A2MAC1 и, после некоторого растяжения и масштабирования, применены к колесам Ford. Без какой-либо оптимизации они снизили сопротивление на 2,23%. Еще одна доработка заключалась в полном удалении боковых зеркал заднего вида. Да, в реальности вместо них пришлось бы установить камеры, если бы это вообще было разрешено правилами. Но чтобы показать потенциал, мы провели моделирование и отметили снижение аэродинамического сопротивления на 5,5%! И наконец, грузовик был занижен на 2 дюйма – это прием, который уже применяют некоторые другие автомобили для снижения сопротивления на крейсерских скоростях. В данном случае сопротивление снизилось еще на 2%. При одновременном применении всех этих модификаций мы наблюдали общее снижение сопротивления на 25,05% – это огромная разница! Если предположить, что аэродинамика отвечает примерно за половину энергопотребления или расхода топлива автомобиля, то это означает снижение расхода топлива на 12,5%, или примерно на 12,5% больший запас хода! ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- Видеоролики AirShaper охватывают основы аэродинамики (аэродинамическое сопротивление, коэффициенты сопротивления и подъемной силы, теория пограничного слоя, отрыв потока, число Рейнольдса...), аспекты моделирования (вычислительная гидродинамика, построение CFD-сеток...) и аэродинамические испытания (испытания в аэродинамической трубе, визуализация потока...). Затем мы используем эти основы для объяснения аэродинамики (гоночных) автомобилей (аэродинамическая эффективность электромобилей,...