Түзу (аэродинамика) - Drafting (aerodynamics)

Басқа мақсаттар үшін қараңыз Слипстрим (ажырату).

A пацелин велосипедшілерді шақыру

Жоба жазу немесе слипстриминг болып табылады аэродинамикалық екі көлік құралының немесе басқа қозғалатын заттардың жалпы топқа әсерін төмендетіп, жақын топқа туралануына әкелетін техника сүйреу қорғасын объектісін пайдалану салдарынан слипстрим. Автомобиль жарысы мен велосипед тебу сияқты, жоғары жылдамдықты қосқанда, эскиз жасау жылдамдықты айтарлықтай төмендетуі мүмкін пацелин Белгілі бір жылдамдықты ұстап тұру үшін қажет орташа энергия шығыны, сонымен қатар жетекші көлік құралының немесе объектінің энергия шығынын аздап төмендетуі мүмкін.

Спорттағы жазба

Жобаны қысқарту үшін қолданылады желге төзімділік және жиі кездеседі велосипед жарысы, мотоцикл жарысы, автомобиль жарысы, және жылдамдық дегенмен, кейде тіпті жобалау қолданылады шаңғы жарысы, скейтбординг, және жүгіру. Кейбір формалары триатлон заң жобасын жасауға рұқсат беру. Нобай салу басталады жүзу сонымен қатар: ашық су жарыстарында (табиғи су айдындарында кездеседі) және дәстүрлі жарыстарда бассейндер. Жарыстың бассейнінде жүзуші оларды жүзушілерден бөлетін жолақты құшақтай алады жақсы сөйтіп, екінші жүзгіштің ізіндегі сұйық слипстримнің артықшылығын пайдалану. Жобаны әзірлеу бәсекеге қабілетті жағдайда да болады лонгбординг.

Бұл сенеді, бірақ әлі дәлелденбеген асыл тұқымды жүйрік аттар бір-бірін жобалайды, әсіресе ұзақ жарыстарда.[1]

Бельгия турникеті (Belgischer Kreisel)

Велосипед тебу

Жылы велосипедпен жүру, кез-келген уақытта бір велосипедші екіншісінің артында келе жатқанда, энергия үнемделеді, әсіресе жоғары жылдамдықта.

Жылы велосипед жарысы, жарыста тығыз оралған велосипедшілердің негізгі (ең үлкен) тобы а деп аталады пелотон мұнда велосипедшілер өздерінен бұрынғылардың артында жоба жазған әрқайсысы (бірақ бірінші шабандоз емес) ұзақ құрамда жүреді.

Велосипедшілер жылдам жүрсе, олар a пацелин. Әрбір велосипедші, біріншісінен басқа, екіншісінің артында жоба жазады. Өте жылдам жүру үшін бірнеше шебер велосипедшілерден тұратын команда «бельгиялық турникетті» құруы мүмкін. Әрбір велосипедші топты қатарынан басқарады. Жобалау болуы мүмкін кооператив: жетекші позицияда бірнеше бәсекелес кезек-кезек орын алады (бұл көп күш пен энергия шығынын қажет етеді). Бұл сондай-ақ болуы мүмкін бәсекеге қабілетті немесе тактикалық: бір бәсекелес ізбасарына мәреге жету үшін көбірек энергияны қалдырып, екіншісінің артында қалуға тырысады.

Жүгіру

Басқа жүгірушінің артында жоба жасау қуатты үнемдеуге мүмкіндік береді, дегенмен жылдамдығы төмен болғандықтан велосипед тебуге қарағанда әсері аз.

Nike аэродинамика сарапшысымен жұмыс істеді Робби Кетчелл Нью-Гэмпшир университетінде эксперимент жүргізу және оның қалыптасуын таңдау кардиостимуляторлар бұл өзі ұсынған жобада демеушілік көрсеткен мамандарға деген сүйіспеншілікті барынша азайтуға мүмкіндік береді 2. Сыну. A Сымды журнал Nike-мен байланыссыз және байланыссыз әр түрлі сарапшылармен сұхбаттасқан есеп, олар Breaking2-ден кейін жүгіру кезінде үйлестірілген жылдамдықты күш-жігерді күшейтуді әмбебап күткендерін анықтады, сарапшылардың екеуі «кооперативті жобалау» немесе велосипед-пелотон тәрізді мінез-құлықты ынталандыратын мінез-құлықты болжайды жұмыс уақытын жақсарта алар еді.[2]


Автоспорт

Автокөлік жарысы

Бір орындықта, ашық доңғалақ жарысы сияқты сериялар Формула-1 және IndyCar сериясы, сондай-ақ аз дәрежеде спорттық автомобиль жарысы, ретінде белгілі техника слипстриминг қолданылады. Ұзын түзу жол бойында, екіншісінің артында келе жатқан автомобиль, жетекші машинаның жасаған слипстримін келесі арасындағы бұрышқа тежеу ​​кезінде көшбасшыны басып оза аламын деп үміттеніп, олардың арасындағы саңылауды пайдаланады немесе егер оның жылдамдығы түзу болса, түзу өту. Алайда, автомобильдер үшін жылдам бұрыштарда бір-біріне жақын «лас» ретінде жүру өте қиын (турбулентті ) қорғасын вагонынан шыққан ауа артта келе жатқан машинаның тепе-теңдігін бұзады, өйткені оның аэродинамикалық құрылғылары аз ұстайды. 4 реттік 500. Индианаполис жеңімпаз Рик Мирс 2015 жылы motorsport.com сайтының жазушысы Дэвид Малшердің «Шын мәнінде, аэродинамикалық күштің көмегімен ұстау біздің жауымыз ... Қазіргі уақытта күштің күші соншалықты керемет, ол өңдеуді бүркемелеп, жарысқа зиян тигізеді» деген.[3]

Акциялар бойынша автомобиль жарысы

Автокөліктер қатары Talladega Superspeedway көшбасшының слипстримін пайдалану Кайл Буш.

Қозғалтқыш жылдамдығы жоғары және жылдамдығы жоғары жылдамдықта NASCAR және ARCA, артқы жағына қатар тұрғанда екі немесе одан да көп көліктер жылдам жүре алады, бір машинаның жалғыз жүруіне қарағанда. Топтың жетекші машинасының артындағы төмен қысымды ояту екінші машинаның жақындауына мүмкіндік беретін артқы машинаның алдыңғы жағындағы аэродинамикалық қарсылықты төмендетеді. Екінші автомобиль біріншісіне жақындағанда жоғары қысымды ауаны алға қарай итереді, сондықтан аз қозғалатын ауа жетекші машинаның спойлеріне соғылады. Нәтиже жылдамдықты арттыруға мүмкіндік беретін екі көлік үшін де аз қозғалады.[4]

Бұрыштарда жұмыс істеуге жобаның әсерінен туындаған тепе-теңдіктің өзгеруі әсер етеді: жетекші машинада алдыңғы қозғалтқыш қалыпты, бірақ артқы күш аз. Тіркелген машинада алдыңғы қозғалтқыш күші аз, бірақ қалыпты артқы күш күші бар. Алда да, артта да әскерге шақыратын серіктестері бар автомобиль екі жағынан да күшін жоғалтады.[4]

Велосипедпен жүрудегі «бельгиялық турникетке» ұқсас, «салбырап асу» - эскиз жасаумен байланысты ең драмалық және кеңінен таралған маневр. Артта келе жатқан автомобиль (мүмкін, эскиздік машиналардың желісі итеріп жіберген) жетекші машинаның оятуын пайдаланып, тікелей қозғалыс аяғында максималды импульспен көтеріледі, жоғары бұрылысқа кіреді және жетекші машинаның ізімен төмен бұрылады. Төмен қарай жүгіру мен ең төменгі аэродинамикалық қарсыласу аймағында жүгіру тіркесімі артта келе жатқан автомобильге қосымша жылдамдықты көтеріп, көшбасшының ішкі жағынан өтуге мүмкіндік береді.[4]

Жобалауды акционерлік автокөліктердің жарысушылары тапты 1960 Дейтона 500, қашан Джуниор Джонсон эскиз жасауды өзінің Chevrolet-тің басқа машиналармен ілесе алмайтындығын жеңіп, оған жарыста жеңуге мүмкіндік беретін стратегия ретінде қолдана алатынын анықтады.[5] Джонсон сияқты, басқа жүргізушілер де жылдамдықты басқа машиналардың артында келе жатқанын анықтады; және олар тәжірибе жасай отырып, өздігінен жүретін бір машинадан гөрі автомобильдер желісі жоғары жылдамдықты ұстап тұра алатындығын және / немесе аз газды қолданатындығын (соның салдарынан пит-аялдамалардың аз болуын) анықтады.[4]

Соңғы жылдары аэродинамика «аралық» сопақ жолдарда (1,33-тен 2 мильге дейін) және жылдамдықты шектеу тақтайшаларын қажет етпейтін (мысалы, Индианаполис автомобиль жылдамдығы шоссесі ), басқа машинаның артында жүру кезінде турбулентті немесе «лас» ауаның әсері жоғары доңғалақты жарыста жоғарыда сипатталғанға ұқсас болды (NASCAR шеңберінде сипатталған жағдай aero push), және басып озу көлемінің төмендеуінің негізгі себебі ретінде жиі аталады.[6]

Төңкеріліп жобалау

Жобаны жасау NASCAR-да маңызды шектеу тақтасы тректер, Talladega Superspeedway және Daytona International Speedway, мұнда плиталар үлкен денелерді ауамен итеру үшін әлдеқайда аз қуаттың бар екендігін білдіреді. Жеңіл автомобильдер осы жоғары жылдамдықта ең жоғары жылдамдыққа жетеді, сондықтан аэродинамикалық күштер ең жоғары, ал эскиз жасаудың әсері күшті. Рестрикторлық тақтайшалар алғаш рет қауіпсіздік құралы ретінде қолданылғандықтан, олардың әсері жобалау сипатын өзгертті. Автокөліктерде эскизден шыққаннан кейін құрастыру жылдамдығын сақтау үшін ат күші мен дроссельдің реакциясы болмайды; олар алға тартып, қысып алады, бірақ өтіп бара жатқан машинаны тазарту үшін жауап жоқ. Бұл жіңішке маневрін жоққа шығарады. Нәтижесінде өткізу көбінесе екі немесе одан да көп жүргізушілердің ынтымақтастығының нәтижесі болып табылады немесе өтіп жатқан машинаның бүйірінен ауа сорып алу арқылы жүзеге асады, бұл әдіс бүйірлік сызба деп аталады.[7]

Төңкерісті жобалау - бұл Талладега мен Дейтонада қолданылатын тактика. Бастапқыда техниканы Archer Brothers танымал етті SCCA 1980-ші жылдардың соңында Sportruck сериясы.[8] Ол әдеттегі эскиз ретінде басталады, бірақ келесі машина жетекші машинаның артында тұрып, артқы жағына соғылып, жетекші машинаны алға итеріп жібереді импульс.

Егер бұл шамамен немесе дұрыс емес жағдайда жасалса (мысалы, бұрылыстың кіруіне жақын жерде), бұл тактика қорғасын машинаны басқаруды тұрақсыздандыруы мүмкін, кейде апатқа әкелуі мүмкін. Мұндай тәсілмен тактиканы қолдану белгілі слам жобалары. Қауіпке байланысты NASCAR автокөліктердегі бамперлерді бекітуді шектеуге тырысты, кезекпен соққы жасауға жол берілмеді, жылдамдық жолдарының белгілі бір бөліктерінде «соққы аймақтары жоқ» енгізілді және соққы жасауда тым дөрекі жүргізушілерге айыппұл салынды. . 2010 NASCAR маусымы жүргізушілерге үлкен еркіндік берді; кез-келген жерде, оның ішінде бұрылыстармен жобалауға рұқсат етілді.

Кайл Буш қазіргі кезде «екі автомобильді сызу» деп аталатын бедерлі сызбаның басқа түріне көп мөлшерде жауап береді.[дәйексөз қажет ] және «тандем жобасын жасау».[9] 2007 жылы Талладегада өткен сынақ сессиясында ол сұрады Райан Ньюман оны арт жағынан итеріп жіберді де, Ньюманның көмегімен екі секундқа жылдамырақ болғанын түсініп аң-таң болды. Жаңадан төселген жерде Daytona International Speedway 2011 жылы Буш бұрыштардың тегіс болып, жолдың толық ұзындығына екі автомобильді тартуға мүмкіндік беретінін бірінші болып түсінді. Бушты ағасы итеріп жіберген кезде, трассадағы сынақ сессияларында Курт Келіңіздер Penske Racing командалас Брэд Кеселовский, олар жалғыз вагондарға қарағанда 15 миль жылдамдықпен жүрді. Басқа драйверлер Буштың стратегиясын тез қабылдады, ал екі машиналы жоба басым болды 2011 Daytona 500 және Budweiser атыс.[10] Бұл стратегия Талладегада өте маңызды болды. 2011 жылы екі автомобильді тандемді жобалау қолданылды Аарон 499 көптеген жүргізушілер өздерінің командаластарын жазумен (мысалы, Джимми Джонсон және Дейл Эрнхардт, кіші. бірге жасақталды Джефф Гордон және Марк Мартин ). 2012 жылғы маусымда Sprint Cup сериялы автомобильдер бандингтік жарыстарға оралу үшін тандемді мүмкін болмайтындай етіп өзгертілді. 2014 жылы NASCAR брошюра жобасын жасауға тыйым салды Жалпыұлттық серия және Әлемдік жүк көлігі сериясы. Tandem Drafting NASCAR шектегіш тақтайшасын алып тастап, олардың орнына конустық аралықтарды орнатқан кезде және қазіргі Gen 6 автомобильдерінің тегіс мұрындары мен бамперлерімен жүргізушілер 2010 жылдың басындағыдай оңай тандем жасап жылдамдыққа ие бола алады. Райан Ньюманның қорқынышты апатынан кейін 2020 Daytona 500, NASCAR жобалауды жылдамдықтың жоғары жылдамдығында аз ат күші қолданылатын жерге ауыстыруға, тандем жобасын жою үшін аэроарналарды алып тастауға және жабу жылдамдығын төмендетуге, ал дроссельдің кіші денесін жеңіл автокөлікке ауа мөлшерін төмендетуге күш салды. [9]

Артқы және гипермильді

Кейбір жүргізушілер басқа көліктердің артында жүретіні белгілі болды, әсіресе құйрық жанармай үнемдеу үшін үлкенірек көліктер. Мысалға, гипермилерлер осы техниканы қолдану арқылы 75-ке қол жеткізуге болады мпг немесе одан да көп (кейбір гибридті көліктердің тиімділігінің 10% -ға артуы).[11] Кейбір дереккөздер ең кең таралған құйрық бензинді тіпті жылдамдықты жылдамдықта да үнемдемейді дейді, өйткені аэродинамикалық үнемдеу тежегіш арқылы жоғалып кететіндіктен тездетіліп, тежеледі.[12]

Шоуда MythBusters, 18 доңғалақты жүк көлігінің артында құрастыру сынақтан өтті және нәтижелер көрсеткендей, жүк көлігінің артында 100 фут (30 м) жүру жалпы мкг тиімділігін 11% арттырды.[13] Жүк көлігінің артында 10 фут (3,0 м) жүру тиімділіктің 39% өсуіне әкелді. Сонымен қатар, дәл осы эпизодта Мифбастерлер жүк көлігінің дөңгелектерінің бірі (немесе олардың қорытындылар ) деламинаттау, өйткені шығарылған резеңке бөліктері жүргізушіге өте жақын зиян келтіруге, тіпті өлімге әкелуі мүмкін.[14]

Сондай-ақ, эскиз жасаушылар қауіп төндіреді, егер алдыңғы көлік кенеттен тоқтаса, әрекет етуге уақыт аз болады. Взводтау пайда алу құралы ретінде зерттелуде, сонымен бірге қауіпсіздікті арттырады.

Жобаны компьютерлік модельдеу

Компьютерлік модельдеу (сұйықтықты есептеу динамикасы немесе CFD) жобалауды талдау үшін көбірек қолданылуда. Шақыру кезінде автокөлік құралының аэродинамикалық мінез-құлқын түсіну керек, мысалы, егер артқы вагон алдыңғы автокөлікке тым жақын болса, оның радиаторына ауа беру азаяды және қозғалтқыштың қызып кету мүмкіндігі бар. Автокөлік спортының аэродинамикалық анализінің көп бөлігі жел туннелін сынау арқылы жүзеге асырылады. Бұл өте үлкен жел туннелі қажет болған жағдайда ғана, жобаларды жасау қиынға соғады. CFD, виртуалды жел туннелінің бір түрі, жарыс командалары жобаны жасау кезінде машинаның өнімділігін түсіну үшін қолданылады.

Табиғат аясында эскиз жасау

Жануарлардың автожарысты немесе велосипедті еске түсіретін шынайы құрастыру әрекетін қолданғаны байқалды. Кариб теңізіндегі тікенді лобстер мысалы, «лобстер пойыздарында» бір файлға жақын орналасу кезінде қоныс аударатыны белгілі.[15][16]

Vortex серфингі

Құйын серфинг - қазіргі уақытта зерттеліп жатқан байланысты құбылыс АҚШ әуе күштері қалааралық рейстерде жанармайды үнемдеу. Идеясы - ұшақтың жоғары бөлігінде ұшуы құйын құйыны жетекші ұшақтың.[17] 2003 жылы NASA өзінің F / A-18 сынақ ұшағының бірінде DC-8 қанатының құйынды ұшуымен жанармайдың 29% үнемдеуін айтты. DC-8 / F-18 рейсі жойғыш типтегі әуе кемелерінде құйынның әсерінен пайда болатын үлкен ұшақтарды зерттеп-зерделеу болды. Ұшақ мұрыннан құйрыққа дейін 200 фут қашықтықта 25000 футпен ұшты. F / A-18 құйынды эффектілерді зерттеу үшін біртіндеп бүйіріне қарай жылжып кетті, - деді сол кезде НАСА.[18][19] Әуе күштері сонымен бірге құйынды серфингті сынап көрді C-17 қолдану автопилот 2012 жылы болды және отынның 10% үнемделуін көрсетті.[17] 2013 жылғы сынақтар отынды одан да көп үнемдеуге мүмкіндік берді.[20]

Табиғаттағы құйынды серфинг

Канада қаздары ұшу V білім

Кооператив сұйықтық динамикасы жобалау сияқты техникалар табиғатта да кездеседі. Отарлары қаздар және басқа құстар а V білім өйткені құйын құйыны Алдыңғы құс тудыратын циркуляция жасайды. Артқа ұшып бара жатқан құстар осы құйындардан көтеру күшін алады. Сонымен, басқа отардағы құстарға көтерілуге ​​жету үшін көп күш жұмсаудың қажеті жоқ. Зерттеулер көрсеткендей, V формациядағы құстар қарапайым аэродинамикалық теория болжаған оңтайлы қашықтықта орналасады.[21]

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Спенс, Эндрю Дж .; Турман, Эндрю; Махер, Майкл; Уилсон, Алан М. (2009). «Жылқылардың жылдамдығы, стратегиясы, сүйреу және асық аттар жарысында». Салыстырмалы биохимия және физиология А. 153 (2): S127. дои:10.1016 / j.cbpa.2009.04.216.
  2. ^ Робби Гонсалес (баяндауыш / аға жазушы, сымды журнал), Роджер Крам (биомеханика бойынша сарапшы, КО Боулдер), Майкл Джойнер, м.ғ.д (физикалық жаттығулар физиологиясының зерттеушісі, Майо клиникасы), Крис Бивес (аға инженер, Siemens PLM) (29.06.2017) . Екі сағаттық марафонды Nike-дің қалай бұзғаны туралы ғылым. Сымды (желідегі видео). Оқиға 6: 35-9: 12-де болады. Алынған 25 қыркүйек, 2018.
  3. ^ «Рик Мирс Инди көлігін ескертеді», Автокөлік спорты
  4. ^ а б c г. Лемастерс, Рон, кіші (қаңтар 2001 ж.) «Бір жабайы жел», Автокөлік жарысы (ISSN 0734-7340), 36 том, 1-нөмір.
  5. ^ Aumann, Mark (2012 ж. 2 қазан). «Шақыру өнері». NASCAR. Архивтелген түпнұсқа 2012 жылғы 5 қазанда.
  6. ^ «Aero push problem Nascar», Nascar спринт кубогы, Auro апта.
  7. ^ Инграм, Джонатан (6 наурыз, 2010). «CUP: Атланта - аспанның жобасын жасау». Жылдамдық арнасы. Архивтелген түпнұсқа 2010 жылғы 23 мамырда. Алынған 27 мамыр, 2010.
  8. ^ Глик, Шав (1987 ж. 3 желтоқсан), «Автокөлік жарысы», Los Angeles Times, б. 10.
  9. ^ а б Брюс, Кени (11 қаңтар, 2014). «NASCAR тандем жобасын жазалайды». NASCAR. Мұрағатталды түпнұсқасынан 12 қаңтар 2014 ж. Алынған 12 қаңтар, 2014.
  10. ^ Андерсон, Ларс. «Бала жабайы жеңеді», Спорттық иллюстрацияланған, 2011 жылғы 28 ақпан.
  11. ^ "«Гипермиллерлер» мпг-дің соңғы кездерін басады , NBC жаңалықтары 2007 жылғы 29 мамыр
  12. ^ «Жер-Анаға арналған артқы қақпа!» Мұрағатталды 5 қыркүйек, 2008 ж Wayback Machine ecogeek.org, 2007 жылғы 16 шілде
  13. ^ Мифтерлер жолда эскиз жасаумен айналысады Мұрағатталды 9 қазан 2008 ж., Сағ Wayback Machine. Autobloggreen.com. 28 наурыз 2013 ж. Шығарылды.
  14. ^ «80-бөлім: Үлкен қондырғы туралы мифтер Мұрағатталды 16 қаңтар 2013 ж., Сағ Wayback Machine. MythBusters нәтижелері. 28 наурыз 2013 ж. Шығарылды.
  15. ^ "Жол табу ". Өмір сынақтары. 1 қараша, 1990. BBC.
  16. ^ Канчирук, Павел; Геррнкинд, Уильям (қазан 1978). «Омыртқалы омардың жаппай көші-қоны, Panulirus Argus (Crustacea: Palinuridae): мінез-құлық және қоршаған ортаның өзара байланысы ». Теңіз ғылымдарының жаршысы. 28 (4): 601–623. Мұрағатталды түпнұсқадан 2011 жылғы 18 қарашада.
  17. ^ а б Дриннон, Роджер (11 қазан 2012). "'Vortex серфингі революциялық болуы мүмкін «. АҚШ әуе күштері. Архивтелген түпнұсқа 2012 жылдың 12 желтоқсанында. Алынған 23 қараша, 2012.
  18. ^ NASA отын үнемдеуге арналған аспан серфингі. NASA (2003 жылғы 21 шілде)
  19. ^ «Әуе күштерінің зертханасы жанармайды үнемдеу үшін» ұшақтарда серфинг жасау «техникасын сынайды» Мұрағатталды 2013 жылғы 12 сәуір, сағ Wayback Machine. Networkworld.com (2012 жылғы 11 қазан). 28 наурыз 2013 ж. Шығарылды.
  20. ^ «USAF жанармайды үнемдеу үшін ұшу техникасын ұсынады» Мұрағатталды 2013 жылғы 30 қазан, сағ Wayback Machine.
  21. ^ «Қабаттық рейстен сүйреуді азайту. Құс тәрізді түзілістерде ұшатын ұшақтар ұшу жиілігін едәуір арттыруы мүмкін» Мұрағатталды 21 мамыр 2009 ж., Сағ Бүгін мұрағат; Қорғаныс техникалық ақпарат орталығы; Сәуір 2002; Алынған күні 27 ақпан 2008 ж

Сыртқы сілтемелер