К аэродинамическому обвесу спортивного автомобиля класса «Формула Студента» предъявляют следующие требования:
обеспечение необходимых динамических и экономических качеств;
вибрационная устойчивость;
высокий коэффициент полезного действия (КПД);
высокая надежность и простое техническое обслуживание;
несложная конструкции и малозатратное изготовление, а также минимальный вес и определенные габаритные размеры.
Особые правила, касающиеся аэродинамики.
Чтобы использовать некоторый избыток доступной мощности, доступных в большинстве машин формулы SAE, чтобы генерировать повышенные уровни мощности через аэродинамические прижимные силы, требуется рассмотрение правил, касающихся таких устройств.
После того, как Корнелл использовал всасывающий вентилятор в 1990 году, установив рекорд в 1932г., использование силовых эффектов заземления было запрещено в Формуле SAE. Дальнейшее изменение правил гласило, что только шины автомобиля могут касаться земли, которое фактически запрещало использование "проскальзывающей/скользящей юбки", чтобы запечатать днище, которое ограничивает перепад давлений, достигаемый с традиционным диффузором днища. В ответ на проблемы безопасности, правила также предусматривают, что любые «крылья» и их крепления не должны мешать выходу водителя. Расположение аэродинамических крыльев также ограничено вертикальной областью, определяемой от внешнего края шины задних шин и линии длиной в 460 мм вперед до передней части передних шин (см рис.1). Так как нет никакого правила относительно максимального размера крыла или площади поперечного сечения, то оно ограничивается выбранной колесной базой и шириной колеи (и наоборот, потенциально). Этот допустимый пакет эксплуатационных правил применим только к "крыльям". Это значит, что диффузоры и другие аэродинамические устройства могут использоваться за пределами этой выделенной области, это решается судьями. В 2002 году команде Монаша была разрешено установить диффузор, который закончился за пределами внешней поверхности задней шины.
Так как нет заявленного ограничения на вертикальную высоту крыла, то этот выбор становится, так называемым, компромиссом между минимизацией высоты центра тяжести (через низкое крепление) и максимизацией прижимной силы (путем высоко размещения крыла в чистом воздушном потоке). Эффект компонента силы сопротивления данного крыла на аэродинамический баланс автомобиля также может ограничить реалистичный монтажный диапазон высоты. Так как нет никаких ограничений по минимальной высоте крыла, то крыло должно быть сконструировано так, чтобы могло работать при оптимальном влиянии поверхности земли с передней части автомобиля, тем самым увеличивая свой максимальный коэффициент подъемной силы и улучшая свою подъемную силу до отношения сопротивления [5,6]. Также высоко и централизовано может быть установлено одно большое крыло, в стиле спринтерских автомобилей или автомобилей А-модифицированного класса, при условии, что крыло не будет мешать выходу водителя из машины.
Рисунок 1 - Допустимая область для "крыльев" в Формуле SAE
Правила требуют, чтобы все элементы крыла имели ведущий радиус кромки равный как минимум 12.7мм, и задний радиус кромки равный как минимум 3.0мм, в связи с соображениями безопасности. Таким образом, значительная модификация доступных профилей крыльев (например тех, что перечислены в онлайн-базе UIUC ) необходима для соблюдения данного постановления. Примеры данного процесса приведены в статье.
Одно главное отличие в правилах формулы SAE между другими формулами - это то, что подвижные аэродинамические поверхности все еще разрешены в этом соревновании. Это означает, что крылья и другие устройства могут быть установлены 'не на рессорах' так, что прижимная сила может быть доставлена непосредственно к колесам, а не через "рессору ' шасси. Таким образом механическое сцепление автомобиля не будет скомпрометировано высоким коэффициентом жесткости рессоры, необходимых для предотвращения шасси от "касания днища" под аэро нагрузкой. Эта система имеет дополнительное преимущество, позволяющее переднему крылу отслеживать почти постоянной клиренс, потому что оно находится под контролем подвесного узла, который должен находиться в контакте с землей. Если в Формуле SAE используются аэродинамические устройства, их параметры могут быть скорректированы для отдельных событий, но оптовые удаление или добавление компонентов не допускается. Некоторые возможности настройки производительности аэродинамического пакета, таким образом, считается предпочтительным, и может включать малое аэродинамическое сопротивление для ускорения, среднее и высокое - для автокросса и выносливости и максимальное значение прижимной силы для восьмерки и для гонок при мокрой погоде.
|