Проклятие практичности

Капля — идеальная форма для автомобиля с точки зрения аэродинамики. Увы, стремление к идеалу лишило нас многообразия форм.

Вы не задумывались, почему современные автомобили так похожи друг на друга? Ведь были же времена, когда автопроизводители старались сделать свои творения как можно более непохожими на конкурентов.

Вспомните 1950-е, 1960-е! Огромные американские машины, на задних сиденьях которых подрывались основы пуританской Америки и сочинялись классические рок-н-роллы! Изящные формы Citroen-DS, ставшие символом Франции, неизменным атрибутом фильмов с Луи де Фюнесом. Суровая скандинавская угловатость супернадежных седанов Volvo.

Ультрабюджетные соперники из двух Германий — «жучок» Volkswagen и гэдээровский Trabant. За каждой из этих машин стоит своя история, каждая из них — яркая индивидуальность. Куда все это ушло? Увы, в современном мире в цене практичность и экономия ресурсов. Для автомобиля эти вопросы решает аэродинамика.

С небес на землю

Исследование движения в потоке воздуха началось задолго до появления автомобилей. Первым о сопротивлении воздуха задумался Исаак Ньютон. Впоследствии Эйлер и Бернулли исследовали зависимость между скоростью стационарного потока жидкости и ее давлением. Чуть позже эти принципы легли в основу аэродинамики. С конца XIX века ученые вплотную занялись теорией полетов на аппаратах тяжелее воздуха. Еще в 1871 году англичанин Фрэнсис Уэнем (Francis Herbert Wenham) построил первую аэродинамическую трубу. Работы Фредерика Ланчестера и Николая Жуковского исследовали крыло, которое вскоре подняло в небо первые аэропланы.

В начале XX века на дорогах появились первые автомобили, однако их аэродинамика довольно долго никого не интересовала. Какой смысл задумываться о сопротивлении воздуха, если состояние дорог и мощность мотора позволяет вам в лучшем случае обогнать лошадь?

Все изменилось в 1920-х, когда после Первой мировой с небес на землю спустились авиационные технологии. Поведение воздушного потока уже не было секретом для исследователей, и на свет стали один за другим появляться причудливые проекты автомобилей в форме самолетного крыла и даже корпуса морского судна. Главной целью автомобилестроения тех лет была скорость, а ее нельзя было добиться без снижения сопротивления воздуха. Первые обтекаемые конструкции появились там, где было реально развить большую скорость — на железной дороге и на гоночном треке. Но время шло, дороги становились все лучше, автомобили — все мощнее, и уже в 1950-х вопросы аэродинамики в массовом автопроме встали в полный рост.

Торжество капли

Понятие «аэродинамика автомобиля» включает в себя много аспектов. Прежде всего это создание минимального сопротивления воздуха при движении — с целью увеличить скорость и уменьшить расход топлива. Это уменьшение аэродинамической подъемной силы, стремящейся оторвать автомобиль от дороги и снижающей сцепление колес с покрытием. Это обеспечение оптимальных воздушных потоков для снабжения двигателя воздухом, его охлаждения и вентиляции салона. И, наконец, аспекты комфорта: снижение загрязнения стекол, ручек дверей и других поверхностей автомобиля, а также снижение аэродинамического шума.

Исследователи пришли к выводу, что идеальная форма для автомобиля была уже создана самой природой: это обычная капля. Ее передняя часть позволяет воздуху свободно обтекать корпус, а плавное сужение в задней части не дает срываться воздушному потоку, что создает лишнее сопротивление.

К 1980-м годам США и Западная Европа покрылись сетью скоростных магистралей, а нефтяной кризис 1970-х похоронил громоздкие и прожорливые «кадиллаки» и «бьюики». Скорость и экономичность стали главным критерием для конструкторов новых автомобилей, и в концептуальной форме восторжествовала капля. Отныне на прежнем многообразии форм легковушек можно было ставить крест: все отступления от идеальной формы теперь носили скорее характер компромиссов. Стремление соригинальничать могло стоить автопроизводителю потерей рынка.

Читая эту статью, вы устраиваетесь у окна городского автобуса, похожего на огромный аквариум, и задаетесь мыслью: почему городской транспорт, напротив, со временем все больше заострял углы? А как же капля? Все дело в том, что городской транспорт не развивает больших скоростей, и вопрос сопротивления воздуха для него не столь актуален. Куда актуальнее оптимальное использование внутреннего пространства. Параллелепипед вмещает больше пассажиров, чем идеальная капля. Экономика практична — и с этим ничего не поделаешь.

Уважаемые читатели «РШ», специально для вас мы запустили канал в мессенджере Telegram. Подписывайтесь на нас — вы будете узнавать новости о Швейцарии из первых рук и максимально оперативно. Благодарим вас за то, что вы с нами!