სპორტული ავტომობილები და აეროდინამიკა. როგორ მიისწრაფოდნენ ინჟინრები რეკორდებისკენ

პირველი ასოციაცია, რომელიც სიტყვა აეროდინამიკის გაგონებისას გვიჩნდება - ავიაციაა. თუმცა თვითმფრინავების და ზოგადად საფრენი აპარატების განვითარებაში უმნიშვნელოვანესი როლის შესრულებასთან ერთად, ფიზიკის ამ დარგს არანაკლებ დიდი წვლილი სარბოლო ავტომობილების სრულყოფაში მიუძღვის.

 

 

გასული საუკუნის დასაწყისში მანქანათმშენებლობა სწრაფად ვითარდებოდა. 1930-იანი წლებისთვის სპორტული და სარბოლო ავტომობილების „გულების“ სიმძლავრემ 600 ცხ.ძალას გადააჭარბა. მაშინ სპეციალისტთა მთელი ყურადღება სწორედ ამ მაჩვენებლისკენ იყო მიმართული. აეროდინამიკამ ავტორბოლაში ფეხი შედარებით გვიან - 40-45 წლის შემდეგ მოიკიდა. თუმცა დღეს ეს დარგი სარბოლო ავტომშენებლობაში წამყვანია.

 

თვითმფრინავის მსგავსად, საავტომობილო ინჟინრებისთვის უმთავრესი მაჩვენეელი - ამწევი და მიმჭერი ძალები და შუბლა წინაღობაა. სწორედ აეროდინამიკაზეა დამოკიდებული მანქანის მაქსიმალური სიჩქარე, საწვავის ხარჯი, მანევრირება, მოსახვევის გავლის სიჩქარე და სამუხრუჭე მანძილიც კი.

 

საკუთარ ინტერესებში ჰაერის ნაკადის გამოყენების პირველი მცდელობები ინჟინრებმა მეორე მსოფლიო ომამდე მოიმოქმედეს. თუმცა დიდი ინტერესი ამ საქმისადმი არავის გამოუჩენია. მაშინ სიჩქარის რეკორდებით გატაცებულ მსოფლიოს აეროდინამიკისთვის არ ეცალა. მთელი ძალისხმევა შუბლა წინაღობის შემცირების და მაქსიმალური სიჩქარის განვითარებისკენ იყო მიმართული.

 

Auto Union-ის კონსტრუქტორებმა და ცნობილმა რეკორდსმენმა მალკოლმ კემპბლმა, ამწევი ძალის შემცირებისთვის Opel RAK 2-ს გვერდითა ანტი-ფრთები დაუყენეს, რომლებიც ავტომობილს ასფალტს მიაჭერდნენ.

 

 

Opel RAK 2 - პირველი სარბოლო ავტომობილია, რომელზეც ინჟინრები ჰაერის ნაკადის დამორჩილებას შეეცადნენ.

 

სამყაროს შეცვლის ყველაზე რევოლუციური, მაგრამ ცოტა ნაადრევი გადაწყვეტილება შვეიცარელმა ინჟინერმა მაიკლ მეიმ წარმოადგინა. 1956 წელს მეიმ Porsche 550-ს მეტად ორიგინალური კონსტრუქციის ანტი-ფრთა დაუყენა

 

 

გადაწყვეტილების ინოვაციურობის მიუხედავად, მსაჯებმა მაიკლ მეის „ანტი-ფრთიან“ პორშეს რბოლაში მონაწილეობის უფლება არ მისცეს

 

აეროდინამიკის საკითხი რადიკალურ მიდგომას საჭიროებდა და ავტომობილისტებმა დახმარებისთვის ავიატორებს მიმართეს. ამწევი ძალის წარმოქმნისთვის, თვითმფრინავის ფრთას (უფრო სწორედ კი მის პროფილს) გარკვეულ ფორმას აძლევენ. ფრთის ქვედა ზედაპირი სწორია, ზედა კი ამობურცული. ამ თავისებურების წყალობით, ზედა ზედაპირის გასწვრივ ჰაერის ნაკადი უფრო სწრაფად მოძრაობს. სიჩქართა სხვაობის მიერ წარმოქმნილი წნევათა სხვაობა, თავისმხრივ ვერტიკალურად ზევით მიმართულ ამწევ ზალას ქმნის. სიჩქარის ზრდასთან ერთად, ამწევი ძალის სიდიდე თვითმფრინავის წონას აღჭარბებს და საფრენი აპარატი ჰაერში ფრინდება.

 

 

ავტომობილის (განსაკუთრებით სპორტულის) ძარას ფორმა ფრთისას წალიან წააგავს - ძარას ქვეშ ჰაერის ნაკადი სწორ უბანს გადის და იძულებულია ზედა ამობურცულ ნაწილს გვერდი აუაროს.

 

ეს გარემოება ამწვი ძალის წარმოქმნას უწყობს ხელს. ფიზიკური მოვლენა, რომელსაც ავიაციაში მთავარი ფუნქცია აკისრია, ავტობილებში ძალზე სახიფათოა. რა თქმა უნდა მისი სიდედე აფრენისთვის არაა საკმრისი. თუმცა მაღალ სიჩქარეზე ის საბურავებზე დაწოლას და შესაბამისად თვლების გზასთან მოჭიდებას ამცირებს.

ახალი ველოსიპედის გამოგონების ნაცვლად ავტომობილისტებმა თვითმფრინავის ფრთა აიღეს და 180 გრადუსით ამოატრიალეს. ამიერიდან ამწევი ძალა მანქანას ქვემოთ ექაჩებოდა.

 

ანტი-ფრთების საკითხს ინჟინრები მხოლოდ 1960-ია წლებში დაუბრუნდნენ. მკვეთრად გაზრდილი სიჩქარე, ძრავების სიმძავრე, წაგრძელებული კორპუსების აეროდინამიკური, მდოვრე მოყვანილობა - ყოველივე ეს რბოლისას ავტომობილის გზიდან გადაფრენის ალბათობას  ზრდიდა.

 

მაგალითისთვის 10 წლის განმავლობაში ლე-მანის ტრასის სწორ მონაკვეთ - მულსანზე, მაქსიმალური სიჩქარე 280 კმ/სთ-დან (Maserati Tipo 63) 359 კმ/სთ-მდე (Ferrari 512 M) გაიზარდა. პილოტებს სულ უფრო უჭირდათ მანქანების დამორჩილება და მოსახვევებში შესვლა.

 

მაღალ სიჩქარეებზე  მართვადობის შენარჩუნებისთვის, ინჟინრებმა ავტომობილების წინა და უკანა ნაწილებში პატარა ბრტყელი ფირფიტების დაყენება დაიწყეს. ისინი არ იყვნენ მორგებულნი ანტი-ფრთის პრინციპზე. უბრალოდ ჰაერის ნაკადის გადახრით მანქანის ძარას გზის ზედაპირზე მიაჭერდნენ.

 

 

Alfa Romeo Tipo 33 (ზედა ფოტო) და Porsche 906 - ორივე ავტომობილის წინა ნაწილზე ადვილად შესამჩნევი ფირფიტებია დამაგრებული.

 

ანტი-ფრთებს და სარბოლო ავტომობილების გზასთან მიჭედების საკითხს „პორშე“ აქტიურად სწავლობდა. პრობლემამ თავი მაშინ იჩინა როდესაც, მძღოლებს 580 ცხ.ძალიანი 12 ცილინდრიანი  უახლესი მოდელი - 917 წარუდგინეს. მძლავრი მონსტრი „პორშეს“ დიდ წარმატებას უქადდა. ამავდროულად პილოტები ავტომობილის მართვადობას უჩიოდნენ. 1969 წლის ლე-მანის რბოლის პირველივე წრე 917-ისთვის ტრაგიკულად დასრულდა  - ბრიტანელი პილოტი ჯონ ვულფი დაიღუპა.

 

 

ექსპერიმენტების შედეგად შერჩეულმა ანტი-ფრთამ, სწორ უბანზე მანქანის სიჩქარე 24 კმ/სთ-ით შეამცირა. თუმცა გაზრდილმა მოჭდებამ პილოტებს მოსახვევების უფრო დიდი სიჩქარით გავლის საშუალება მისცა.

„პორშეს“ და მასთან ერთად სხვა ფირმების მიღწევები ფორმულა-1-მა და „უმცროსმა“ ფორმულებმა მალევე აიტაცეს.

 

1968 წლის მოდელის Lotus 49B-ზე ანტი-ფრთა ავტომობილს 270 კგ ძალით აწვებოდა (მანქანის 505 კგ-იანი სასტარტო წონისას). აეროდინამიკური ზედაპირი პილოტს მოსახვევის უფრო დიდ სიჩქარეზე გავლის საშუალებას აძლევდა. ერთ წრეზე მოგებამ 0,7 წმ შეადგინდა.

 

 

ანტი-ფრთებს მოწინააღმდეგეებიც ყავდა. მათი გამოყენება ამცირებდა მაქსიმალურ სიჩქარეს, ზრდიდა ჰაერის წინაღობას და საწვავის ხარჯს.

 

ფორმულა-1-ში ანტი-ფრთების დანერგვა, რეკლამის გამოჩენას დაემთხვა. „ფრთოსანი“ Lotus 49B ფორმულა-1-ის პირველი ბოლიდი გახდა რომლის კორპუსსაც კომპანია John Player & Sons-ის თამბაქოს რეკლამა ამშვენებდა.

 

 

Ferrari 312 - ფორმულა-1-ის ერთ-ერთი პირველი ბოლიდი ანტი-ფრთით. მისი ზომის და განთავსების ადგილის შესახებ ინჟინრებს მაშინ მხოლოდ ზედაპირული ცოდნა ქონდათ.

 

გზასთან მიჭერის ძალის გაზრდისთვის მაკლარენის ინჟინრები ყველაზე შორს წავიდნენ და საკუთარ McLaren M7-ზე ერთის ნაცვლად ორი დიდი ანტი-ფრთა დააყენეს.

1970-იან წლებში შეიცვალა ბოლიდების შეღებვის სტილი. ამიერიდან ქვეყნის დროშების ნაცვად ავტომობილებს სულ უფრო ხშირად სარეკლამო სტიკერები ამშვენებდნენ. მცირე დროში გუნდების ბიუჯეტმა ასოტრონომიულ სიდიდეს მიაღწიეს და მათ ხელმძღვანელებს აეროდინამიკის შესწავლაში ახალი ინვესტიციების გაკეთების საშუალება მიეცათ.

© სან პეტროლიუმ ჯორჯია