Почему спортивные машины делают низкими?

Раньше спортивные автомобили по клиренсу мало отличались от гражданских машин. Немецкие «Серебряные стрелы» в 1930-х годах или итальянские «Альфа-Ромео» представляли собой сигары с открытыми колесами и покатым полукруглым днищем. Аэродинамика машины в те времена рассчитывалась по-самолетному: за основу бралась обтекаемость кузова, а не его прижимная сила. Из кузова пытались сделать фюзеляж самолета, а не крыло, как сейчас.

Антикрылья и открытые колеса

Однако в 1950-е годы произошел пересмотр конструкции спортивных болидов. Начались эксперименты с антикрыльями. Инженеры ставили антикрылья сзади и спереди кузова для увеличения прижимной силы. Возросла скорость прохождения поворотов. Поэтому машины вытянулись и расширились, из-за чего росло лобовое сопротивление. Для его преодоления тратилось топливо. Однако клиренс все равно считался вторичным и занижался не из-за аэродинамики, а из-за расположения центра масс. Чем ниже этот центр масс, тем меньше нагружаются колеса и подвеска при боковых перегрузках. Таким образом, спортивный болид оказывается более устойчивым и лучше управляется.

Поэтому место водителя и мотор старались располагать максимально близко к земле, а колеса выносили по сторонам без защитных крыльев для снижения аэродинамического сопротивления.

Торжество низкого клиренса

Однако в 1970-е годы спортивные автомобили принципиально изменились. Был открыт так называемый граунд-эффект (Ground effect), то есть прижимная сила, возникающая вблизи земли. Искусственное замедление проходящего под днищем воздуха создает область разряженного давления, из-за чего возникает прижимная сила.

Английский инженер Колин Чапмен догадался, что если днище автомобиля превратить в антикрыло, то по физическому закону Вентури машина начнет «присасываться» к дороге. Он предложил для спортивной команды Lotus новый проект болида «Формулы-1» и, получив поддержку, выпустил на гонки 1978 года первый болид с граунд-эффектом.

Какой оптимальный клиренс должен быть у машины для российских дорог? Подробнее

Эффектная «мини-юбка»

Lotus-78 выглядел очень необычно. Он не имел привычных антикрыльев, зато располагал широким днищем, спрятанными в корпус колесами и короткой «мини-юбкой». Полоски плотного резино-тканевого материала шли по периметру машины и закрывали нижнюю часть от попадания набегающих потоков воздуха.

Колин Чапмен построил машину со сложной конфигурацией днища, с несколькими воздуховодами, распределяющими воздух. В итоге Lotus-78 стал буквально прилипать к земле. Автомобиль мог проходить повороты с гораздо большей скоростью, чем конкуренты, и заметно выделялся в соревнованиях «Формулы-1». Lotus-78 выиграл 5 этапов в сезоне 1978 года и два на следующий год. Столь яркий технологический прорыв одной из команд вызвал споры и возмущение других участников гонок. Инженеры принялись сооружать подобные машины, что неминуемо бы привело к росту скоростей и аварийности, чего не желала Международная автомобильная федерация FIA.

В итоге уже в 1980 году были внесены ограничения по использованию граунд-эффекта. В 1981 году он был фактически запрещен, а в 1983 году вышло предписание делать на всех болидах «Формулы-1» только плоское днище. В тот же год FIA закрепила за спортивными машинами минимальный клиренс в 80 мм, который не позволяет добиться эффекта прилипания. Между тем некоторые элементы аэродинамических технологий из 1980-х годов присутствуют в автоспорте. Передние рассекатели на болидах «Формулы-1» отводят поток в стороны, а задний диффузер разрежает воздух на выходе, что немного придавливает машину к земле.

Граунд-эффект ушел из автоспорта, однако подражатели остались. Многие кустарно изготовленые пакеты тюнинга предполагают подпиливание пружин и занижение машины. Получается эффектно и красиво, однако игра с клиренсом не имеет уже никакого смысла. Плоское днище не позволяет добиться увеличения прижимной силы. Не помогут накладки на бамперы и спортивные диффузоры на корме. Заниженная подвеска и жесткие пружины, конечно, снижают центр тяжести, однако в общей аэродинамике и управляемости машины такое снижение имеет лишь крайне небольшой эффект.