В течение пятидесятых и шестидесятых годов, все автомобили за исключением Citroen, Saab и нескольких других незначительных приверженцев аэродинамичных силуэтов, стали производить всё более декоративные и квадратные автомобили. Покупатели хорошо восприняли перемены, а округлые понтоны уступили место еще более драматичным и ярким, но совершенно не аэродинамичным конструкциям.
Даже в Европе ощущалось влияние американского дизайна, а также стремление, прежде всего, к внешнему выражению, а не инженерным находкам или обтекаемости вытеснили аэродинамику на периферию. Хотя в 1959 году Mercedes W111 обладал коэффициентом Cd 0,40; Daimler-Benz никогда полностью не отказывались от аэродинамики и использовал ее для точной настройки некоторых аспектов автомобиля, таких как вентиляция и даже поддержание чистоты задних фонарей от дорожных брызг. И они, конечно, не делали никаких ложных заявлений о плавниках, добавляющих стабильности на высокой скорости.
Не осталось никаких свидетельств того, что производители легковых автомобилей в начале 60-х годов уделяли сколько-нибудь существенное внимание аэродинамике, кроме тех, кто был привержен этому, таких как Citroen и Panhard, с их новыми автомобилями в 1964. Но к тому времени Panhard по существу контролировался Ситроеном.
Аэродинамический прогресс, в основном относился к гоночному миру. Значение снижения лобового сопротивления и увеличения прижимной силы стало понятным с самых первых дней. В 1957 году британский исследователь G.E. Lind-Walker (Г.Е. Линд-Уокер) опубликовал результаты исследований, которые открыли путь к пониманию важности создания прижимной силы, особенно в гоночных автомобилях. Его работа положила начало революции в дизайне гоночных автомобилей, так как прижимная сила играла столь важную роль в улучшении ускорения, поворота и торможения, трех основных компонентов гонок.
К началу шестидесятых на гоночных автомобилях появились передний сплиттер и задний спойлер, и никто не воспользовался такими возможностями, кроме Jim Hall (Джим Холл) с его весьма успешными гоночными автомобилями Chaparral 2B. На них впервые полностью функционировали передний сплиттер, задний спойлер и вентиляционные отверстия, специально предназначенные для создания прижимной силы. Эти технологии сделали Chaparral практически непобедимыми в 1964 и 1965 годах.
Два года спустя Холл представил потрясающий Chaparral 2E, который стал гоночным автомобилем, формирующим парадигму с точки зрения аэродинамики. В 2B аэродинамические средства были прикреплены к относительно типичному спортивному кузову того времени, 2E же был органически разработан, чтобы максимизировать прижимную силу, включая регулируемое заднее крыло. 2E оказал глубокое влияние на весь гоночный мир.
Plymouth Superbird (и Charger Daytona) являются экстремально длиннобазными автомобилями, что используется компанией Chrysler для получения аэродинамических преимуществ, хотя настоящие гоночные автомобили добились большего успеха, когда к ним был добавлен большой сплиттер.
Все этапы эволюции гоночной аэродинамики не обхватить в одной (и даже 3-х статьях), но этот этап стал чрезвычайно важным для дизайна и функционирования современных гоночных автомобилей. Хотя влияние Chaparrals также быстро распространится на легковые серийные автомобили. GM изучали аэродинамику еще в 1953 году в аэродинамической трубе на своих концептуальных автомобилях с турбинами.
Техническая помощь GM команде Chaparral была общеизвестным фактом. В какой мере и объёме предоставлялась помощь не известно, но первым серийным автомобилем, в котором использовался сплиттер под бампером, как в Chaparral 2B, стал Chevrolet Corvair. Сплиттер был добавлен во время второго рестайлинга Corvair в 1966 году, чтобы уменьшить лобовое сопротивление и улучшить силу прижима и устойчивость при поперечном ветре, что особенно важно в относительно менее стабильном Corvair с задним расположением двигателя.
В Европе в Porsche также применили свой гоночный опыт, а его модель 911 Carrera RS 1972 года оснащена полным комплектом спойлеров и сплиттеров, что значительно повышает стабильность и управляемость на высокой скорости. И, разумеется, Porsche были не единственными.
Спойлеры стали частью автомобильной моды и устанавливались независимо от того, на какой автомобиль.
Возможно, я несправедливо не включил во вторую часть работу немецких специалистов по аэродинамике барона Reinhard von Koenig-Fachsenfeld (Рейнхарда фон Кенига-Фахсенфельда) и Wunibald Kamm (Вунибальда Камма). Но поскольку их работа в основном осуществлялась в шестидесятые годы и позже, нужно признать их весьма значительный вклад. Они доказали, что длинный конический хвост, когда-то считавшийся ключевым компонентом любого аэродинамичного тела, на самом деле не требовался для тела с низким сопротивлением, особенно если это тело не было по-настоящему длинным и слегка конической формы. Они продемонстрировали, что резко заканчивающийся квадратный хвост был почти таким же полезным, так как воздушный поток имел тенденцию действовать так, как будто хвост все еще был там.
Их прототип BMW 1938 года убедительно доказал свои эксперименты с коэффициентом Cd 0,25, а также обеспечил практические преимущества, такие как вместительная пассажирская кабина.
Дизайн Kamm BMW не был принят другими производителями в его чистом виде, за исключением гоночного автомобиля, такого как этот Ferrari 250 GT SWB «Breadvan» 1961 года.
Хотя Citroen DS 1955 года был очень аэродинамичным для своего времени и его влияние было, несомненно. Но в то же время довольно ограниченным, особенно стилистически. Он был настолько уникален и бескомпромиссен, что не поддается «подражанию». Но в 1967 году ателье Pininfarina (Пининфарина) показало BMC 1800 Berlina Aerodinamica, разработанную Leonardo Fioravanti (Леонардо Фиораванти). Автомобиль основан на неуклюжем BMC ADO17 «Landcrab», в кузове которого практические качества превалировали над аэродинамическими. Fioravanti изучал принципы проектирования Kamm BMW и стал первым, кто действительно применил его стиль в практичном легковом автомобиле.
В Европе Citroen был самым старательным хранителем аэродинамичного дизайна для серийных автомобилей. Компактный Citroen GS появился в 1970 году со многими элементами дизайна, которые теперь выглядят такими знакомыми благодаря таким автомобилям, как, например, Toyota Prius. Наклонная и заострённая передняя часть, заднее стекло в стиле фастбэк (покатая форму крыши и заднего стекла, плавно, без ступеньки, переходящая в крышку багажника) и обрубленная корма Kamm. Он стал автомобилем с самым низким Cd в мире для серийного автомобиля.
Как и его старший брат, название которого является номенклатурой для коэффициента лобового сопротивления Cx (коэффициент Cx в английском варианте Cd, а в немецком – Cw). Длиннобазный Citroen Cx появился в 1974 году с коэффициентом Cd 0,36. Это противоречит логике, т.к. более длинные тела имеют тенденцию иметь меньшее относительное сопротивление. Этот автомобиль, безусловно, сыграл важную роль в приобщении европейской публики к аэродинамичному дизайну.
Поистине новаторским автомобилем стал NSU Ro 80 1967 года выпуска с роторным двигателем. Его Cd 0,355 установил максимальную отметку для седанов, которую не смогут побить ещё несколько лет.
После того, как компания NSU была куплена концерном VW, Audi взялась за работу, которая началась с Ro 80. Это привело к аэродинамическому прорыву и одному из самых (если не самому) влиятельных проектов современной эры – Audi 100/5000 1982 года. Благодаря скрытой установке окон и измененной форме клина, отдавшей дань NSU, Audi стала первым серийным седаном, получившим Cd 0,30 – больше, чем любой другой автомобиль. Началась «эра авиации», когда производители неожиданно оказались в гонке за все более низкие цифры Cd или, по крайней мере, выпуская автомобили, которые создавали впечатление аэродинамичных.
Разразившийся в США в 1974 году топливный кризис, заставил автопроизводителей вновь обратить внимание на аэродинамику. Компактные автомобили GM 1977 года были первыми, кто извлек выгоду. Несмотря на значительное отставание от современного европейского уровня, даже отличный внешний вид имеет большое значение для аэродинамической эффективности. Ford внезапно полностью погрузился в аэродинамику. Будучи преисполнен решимости избавиться от своего квадратного образа, новое руководство компании Ford было решительно настроено стать лидером в аэродинамической области. Серия все более аэродинамичных концептов началась с Probe I 1979 года и закончился Probe V 1985 года, который держал мировой рекорд Cd 0,137 в течение нескольких лет.
Ford Thunderbird 1983 года был первопроходцем, но по-настоящему смелый дизайн получили Taurus 1986 года и Mercury Sable. Они стали одними из первых автомобилей в США, которые использовали композитные фары, что позволило сделать переднюю часть более гладкой.
Sable был немного больше аэродинамически оптимизирован и побил рекорд Ауди Cd 0,29. Гонка началась, и в течение нескольких лет GM также выпустит значительно больше аэродинамичных автомобилей.
В течение десятилетий Mercedes использовал аэродинамику для тонкой настройки своих автомобилей, но W126 начал более агрессивную борьбу, чтобы остаться на передовой. S-class W126 достиг Cd 0,28 в своем наиболее обтекаемом варианте. С этого момента, были постоянные улучшения от основных мировых производителей, хотя общее аэродинамическое сопротивление часто росло, потому что автомобили, как правило, становились все шире и выше.
Само собой разумеется, внедорожники вернули состояние аэродинамики назад к эре лошади. Абсолютным нарушителем стал Hummer H2, который не только обладал коэффициентом 0,57 Cd, но и его аэродинамическое сопротивление в 2,46 кв. метров является самым высоким за всю историю наблюдений среди всех перечисленных современных автомобилей. Рейтинг есть на просторах интернета here.
Чтобы отдать должное GM, купе Opel Calibra 1989 года установило новый рекорд для своего класса с превосходным Cd 0,26. Точная детализация, в том числе теперь и под днищем автомобиля, окупилась, не прибегая к крайним или стилистически неприятным мерам. Это привело к тому, что автомобили со сверхнизким коэффициентом Cd получили широкое распространение.
Между прочим, Chevy Volt приписывается значение Cd 0,26 и 0,28. Следует отметить, что разные лаборатории достигают разных результатов, поэтому ни одно из этих чисел не следует считать абсолютным.
Опыт GM с Calibra и долгие часы в аэродинамической трубе окупились созданием концепта электромобиля EV1. Ограниченная плотность накопления энергии электромобилями требует оптимизированной аэродинамики, если автомобиль должен двигаться на скоростях по шоссе. Благодаря феноменальному значению Cd 0,195 у EV1 была весьма респектабельная дальность хода 90-160 километров, несмотря на то, что в нём использовались свинцовые аккумуляторные батареи старой технологии.
Барьер Cd 0,25 для автомобилей массового производства был преодолен Honda Insight 1999 года, 1 поколения, что стало серьезным достижением, учитывая, что это короткобазный автомобиль. Принимая во внимание, что коэффициент сопротивления (Cd) является относительным, обычно легче достичь большего числа в большом транспортном средстве, не прибегая к более радикальным мерам. Insight показывает это, в том числе и на примере задних колёс.
Более практичным решением, которое также достигло Cd 0,25 (в специально оптимизированной версии 3L), была усовершенствованная Audi A2 2001 года. Легкий четырехместный автомобиль с алюминиевой конструкцией, трехцилиндровым дизельным двигателем TDI был первым пятидверным автомобилем, продаваемым в Европе, с расходом топлива менее 3 литров на 100 километров. Но A2 не получил успеха в продажах, вероятно, из-за его довольно странного вида (дизайна). А насколько же он похож на прототип Kamm 1938 года.
Toyota Prius 2010 года с Cd 0,25 превратил высокоаэродинамичные автомобили в повседневную реальность, причем в очень массовом масштабе.
Текущий рекордсмен по серийным автомобилям – Tesla Model 3 c Сd 0,21. Несомненно, этот рекорд будет побит в ближайшее время. Современные аэродинамичные автомобили представляют собой современное состояние для серийного «седана» без каких-либо компромиссов или дополнительных настроек. Несомненно, мы достигли полного расцвета аэродинамического века, даже без заостренных хвостов и спинных плавников. Аэродинамическая граница будет и впредь передвигаться дальше и дальше. Мы далеко за пределами точки невозврата, хотя те же чувства были широко распространены в конце тридцатых годов.
Даже если цены на энергоносители останутся стабильными или умеренными, можно с уверенностью сказать, что аэроэра вернулась и должна остаться. Правительственные мандаты, экологическое и социальное давление гарантируют, что оптимизация потребления топлива или увеличение дальности хода электромобилей будут приоритетами в каждой категории транспортных средств. А аэродинамика играет одну из важнейших составляющих в этом.
Этот обзор из трех частей ни в коем случае не претендует на то, чтобы быть всеобъемлющим. Но если я допустил серьезное упущение, я бы хотел услышать об этом в комментариях.
При подготовке материала использованы следующие источники: carstyling.ru, automobile-age.info, autowp.ru, cardesign.ru, работа — Ferdinand-porshe-falshivyy-geniy.html, curbsideclassic.com, youtube.com, google.com, en.wikipedia.org, oldtimer.ru, airwar.ru, abs-market.ru и многое другое.
Все фотографии получены из открытых источников.
Для вас с огромным удовольствием, Артем Авраменко
Нажать на кнопочку нравится и поделиться не займёт у вас много времени, но будет главной наградой для автора. Читайте и подписывайтесь!