Aérodynamique automobile - Automotive aerodynamics
L'aérodynamique automobile est l'étude de l' aérodynamique des véhicules routiers. Ses principaux objectifs sont de réduire la traînée et le bruit du vent, de minimiser les émissions sonores et de prévenir les forces de portance indésirables et d'autres causes d' instabilité aérodynamique à grande vitesse. L'air est également considéré comme un fluide dans ce cas. Pour certaines catégories de véhicules de course, il peut également être important de produire une force d' appui pour améliorer la traction et donc les capacités de virage.
Histoire
La force de friction de la traînée aérodynamique augmente considérablement avec la vitesse du véhicule. Dès les années 1920, les ingénieurs ont commencé à considérer la forme automobile pour réduire la traînée aérodynamique à des vitesses plus élevées. Dans les années 1950, les ingénieurs automobiles allemands et britanniques analysaient systématiquement les effets de la traînée automobile sur les véhicules les plus performants. À la fin des années 1960, les scientifiques ont également pris conscience de l'augmentation significative des niveaux sonores émis par les automobiles à grande vitesse. Ces effets étaient censés augmenter l'intensité des niveaux sonores pour les utilisations des terres adjacentes à un taux non linéaire. Bientôt, les ingénieurs routiers ont commencé à concevoir des routes pour tenir compte des effets sur la vitesse de la traînée aérodynamique produit des niveaux sonores, et les constructeurs automobiles ont considéré les mêmes facteurs dans la conception des véhicules.
Caractéristiques des véhicules aérodynamiques
Une automobile aérodynamique intégrera les arcs de roue et les phares pour réduire la résistance au vent dans la forme générale afin de réduire également la traînée. Il sera rationalisé ; par exemple, il n'a pas d'arêtes vives traversant le flux de vent au-dessus du pare - brise et comportera une sorte de queue appelée fastback ou Kammback ou liftback . A noter que l' Aptera 2e , la Loremo et la Volkswagen XL1 tentent de réduire la zone de leur dos. Il aura un sol plat et lisse pour supporter l' effet Venturi et produire des forces aérodynamiques vers le bas souhaitables. - est utilisé pour le refroidissement, la combustion , et pour les passagers, puis réaccéléré par une buse puis éjecté sous le plancher. Pour les moteurs intermédiaires et arrière, l'air est décéléré et pressurisé dans un diffuseur, perd de la pression lorsqu'il passe dans le compartiment moteur et remplit le sillage . Ces voitures ont besoin d'un joint entre la zone basse pression autour des roues et la haute pression autour de la boîte de vitesses. Ils ont tous un plancher de compartiment moteur fermé. La suspension est soit profilée ( Aptera ) soit rétractée. Les poignées de porte , l'antenne et les rails de toit peuvent avoir une forme profilée. Le rétroviseur latéral ne peut avoir qu'un carénage rond en guise de nez. On dit que le flux d'air à travers les passages de roue augmente la traînée ( source allemande ), bien que les voitures de course en aient besoin pour le refroidissement des freins et que de nombreuses voitures émettent l'air du radiateur dans le passage de roue. L'aérodynamisme est extrêmement important pour franchir cette barrière limitante que vous traversez tout le temps sur l'autoroute. Bien que les spoilers puissent être souhaitables et augmenter la maniabilité et la force d'appui, le facteur limitant est que les spoilers rendent l'aérodynamique plus rapide, mais diminuent la fonction aérodynamique par la forme volumineuse se déplaçant dans l'air.
Comparaison avec l'aérodynamique des avions
L'aérodynamique automobile diffère de l'aérodynamique des avions de plusieurs manières :
- La forme caractéristique d'un véhicule routier est beaucoup moins profilée par rapport à un avion.
- Le véhicule fonctionne très près du sol, plutôt qu'à l'air libre.
- Les vitesses de fonctionnement sont plus faibles (et la traînée aérodynamique varie comme le carré de la vitesse).
- Un véhicule terrestre a moins de degrés de liberté qu'un avion et son mouvement est moins affecté par les forces aérodynamiques.
- Les véhicules terrestres de tourisme et commerciaux ont des contraintes de conception très spécifiques telles que leur destination, des normes de sécurité élevées (nécessitant, par exemple, plus d'espace structurel "mort" pour servir de zones de déformation) et certaines réglementations.
Méthodes d'étude de l'aérodynamique
L'aérodynamique automobile est étudiée en utilisant à la fois la modélisation informatique et les essais en soufflerie . Pour les résultats les plus précis d'un essai en soufflerie, le tunnel est parfois équipé d'une route roulante. Il s'agit d'un fond mobile pour la section de travail, qui se déplace à la même vitesse que le flux d'air. Cela évite qu'une couche limite se forme sur le sol de la section de travail et affecte les résultats.
Coefficient de traînée et zone de traînée
Le coefficient de traînée (C d ) est une évaluation couramment publiée de la douceur aérodynamique d'une voiture, liée à la forme de la voiture. En multipliant C d par la surface frontale de la voiture, on obtient un indice de traînée totale. Le résultat est appelé zone de traînée , et est répertorié ci-dessous pour plusieurs voitures. La largeur et la hauteur des voitures sinueuses conduisent à une surestimation grossière de la surface frontale. Ces chiffres utilisent les spécifications de surface frontale du fabricant de la société Mayfield, sauf indication contraire. Les chiffres de zone de traînée qui ne reflètent pas le coefficient de traînée et les chiffres de surface frontale provenant d'essais aérodynamiques indépendants (p.
Force d'appuiLa force d'appui décrit la pression descendante créée par les caractéristiques aérodynamiques d'une voiture qui lui permet de se déplacer plus rapidement dans un virage en maintenant la voiture contre la piste ou la surface de la route. Certains éléments pour augmenter l'appui du véhicule augmenteront également la traînée. Il est très important de produire une bonne force aérodynamique vers le bas car elle affecte la vitesse et la traction de la voiture. Voir égalementLes référencesLiens externes |