Мыльные пузырьки повысят эффективность автомобилей

Одной из основных тенденций развития современного автомобиля становится повышение его эффективности, другими словами, инженеры ставят перед собой цель снижения расхода топлива до максимально возможного уровня. Это диктуется как желанием создать наиболее экологичный автомобиль, так и необходимостью снизить расходы "пользователей", особенно при постоянно растущей цене на углеводородное топливо. Возможностей для развития автомобилей множество: это и повышение коэффициента полезного действия бензиновых/дизельных двигателей, переход на применение гибридных и электродвигателей. Но одной из характеристик автомобилей, на которую инженерам сегодня приходится обращать все большее внимание, является его аэродинамика.

Улучшение аэродинамических показателей автомобиля - чрезвычайно сложная задача, однако необходимость улучшения аэродинамики сегодня очевидна, ведь снижение сопротивления набегающему воздушному потоку позволяет как снизить расход топлива для автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, так и повысить ресурс электромобилей. То есть проблема актуальная для любых типов автомобилей, вне зависимости от типа силовой установки. Однако необходимость оптимизации наталкивается на сложность проблемы - создание и просчет аэродинамики является чрезвычайно трудоемкой задачей, требующей колоссальных затрат. К тому же не всегда можно получить полную картину движения воздушных потоков, используя для этого только математическое моделирование. По этой причине исследователи сегодня заняты поиском инструмента, позволяющего облегчить процесс оптимизации аэродинамики автомобиля, и такой инструмент найден.

Речь идет о методе, использующем крошечные, диаметром около трех миллиметров, мыльные пузырьки, наполненные гелием. Исследования проходят следующим образом: автомобиль помещается в туннель, где на него направляется воздушный поток с мыльными пузырьками, движение которых фиксируется двенадцатью камерами. В результате получается чрезвычайно точная картина движения набегающего воздушного потока, причем не требуется проведения сложнейших математических расчетов и исследований. Сегодня инженеры применяют другой метод исследования аэродинамики автомобиля, основанный на использовании сенсоров, фиксирующих давление воздуха в различных точках корпуса машины. Однако он не дает представления о движении воздушных масс около автомобиля, а значит, исключается из рассмотрения важный фактор, оказывающий влияние на общую аэродинамику машины. "Пузырьковый" метод полностью лишен этого недостатка.

Надо сказать, что метод использования мыльных пузырьков отнюдь не нов. Точно такой же инструмент взят на вооружение инженерами космического агентства NASA. С его помощью, например, изучалась аэродинамика космических челноков Shuttle.

Впрочем, "пузырьковый" метод пока далек от идеала - разработчики планируют в будущем перейти на использование не гелия, а воздушной смеси из гелия и воздуха. Применение более тяжелой газовой смеси не позволяет пузырькам подниматься вверх, за счет чего повышается точность эксперимента. Еще одним усовершенствованием должно стать увеличение количества пузырьков, что повышает "разрешение" картинки, предоставляя больше информации для изучения.