ในช่วงอายุสามสิบของศตวรรษที่ผ่านมา รถยนต์ได้เรียนรู้ที่จะพัฒนาความเร็วที่สูงมาก ซึ่งส่งผลให้จำเป็นต้องพัฒนาแอโรไดนามิกส์ ในประเทศของเราได้รับผลลัพธ์ที่น่าทึ่งเช่นนี้ในปี 2477 GAZ-A-Aero รุ่นทดลองของนักออกแบบ Alexei Osipovich Nikitin กลายเป็นรถยนต์ที่มีความคล่องตัวในประเทศคันแรก
ทฤษฎีเพื่อการปฏิบัติ
งานในหัวข้อใหม่เริ่มต้นขึ้นในปี 2477 และดำเนินการโดยแผนกยานยนต์ของสถาบันการทหารแห่งการใช้เครื่องจักรและยานยนต์ของกองทัพแดง (VAMM RKKA) ตามความคิดริเริ่มของ A. O. นิกิติน. องค์กรอื่นๆ ที่มีพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคที่จำเป็นมีส่วนร่วมในการวิจัย
เมื่อถึงเวลานั้น รถยนต์นั่งส่วนบุคคลก็มีความเร็วสูงถึง 100-110 กม. / ชม. ซึ่งอำนวยความสะดวกด้วยการออกแบบแชสซีใหม่ เครื่องยนต์ที่ทรงพลังยิ่งขึ้น เป็นต้น ประสบการณ์จากต่างประเทศแสดงให้เห็นว่าสามารถเพิ่มประสิทธิภาพเพิ่มเติมได้โดยการปรับปรุงตัวรถและลดแรงต้านของอากาศ
การวิจัยที่ WAMM เริ่มต้นด้วยการศึกษาเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับปัญหาที่มีอยู่และการค้นหาแนวทางแก้ไขที่เหมาะสมที่สุด เราจัดการเพื่อค้นหาแนวคิดหลักที่ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน ในขณะเดียวกันก็สามารถนำมารวมกันในรูปแบบที่แตกต่างกันและได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน
A. Nikitin และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ออกแบบตัวถังที่มีความคล่องตัวสี่รุ่นและประกอบแบบจำลองมาตราส่วนที่เกี่ยวข้องสำหรับการเป่าในอุโมงค์ลมของสถาบันการบินมอสโก มีการวางแผนที่จะทดสอบโมเดลของรถยนต์ GAZ-A ร่วมกับพวกเขาด้วยตัวถังดั้งเดิมของประเภท "phaeton" แบบจำลองการทดสอบทั้งสี่แบบมีความคล้ายคลึงกันอย่างมีนัยสำคัญ แต่มีรูปร่างของมวลรวมต่างกันและมีลักษณะแตกต่างกัน
การทดสอบแสดงให้เห็นว่าค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอากาศลดลงอย่างมากด้วยการเป่าตรงของแบบจำลอง สำหรับรุ่นต่างๆ อยู่ที่ 31-66 เปอร์เซ็นต์ จากลักษณะของรถเดิม นอกจากนี้ยังมีการศึกษาแบบ Crosswind ซึ่งแสดงให้เห็นข้อดีที่ชัดเจนของโครงสร้างใหม่
ผลการคำนวณและการทดสอบโดยละเอียดเผยแพร่ในนิตยสาร "Motor" ฉบับที่ 2, 1935 ผู้เขียนบทความเรื่อง "Streamlined car on the chassis of GAZ-A" คือ A. Nikitin เอง
ต้นแบบ
ในปี 1934 VAMM RKKA ร่วมกับโรงงานทดลองของโรงงานผลิตรถยนต์ Gorky ได้สร้างและทดสอบรถต้นแบบที่มีรูปทรงเพรียวบาง พื้นฐานของมันคือแชสซี GAZ-A ที่ดัดแปลง - ด้วยเหตุนี้ ยานทดลองจึงถูกตั้งชื่อในภายหลังว่า "Streamlined GAZ-A" หรือ GAZ-A-Aero เพื่อควบคุมผลลัพธ์ได้ใช้รถยนต์ GAZ-A ตัวที่สองในการกำหนดค่าพื้นฐาน
รถต้นแบบยังคงเฟรมและแชสซีของฐาน GAZ-A โรงไฟฟ้าในขั้นตอนต่างๆ ของการทดสอบมีเครื่องยนต์มาตรฐานหรือรุ่นที่ได้รับการปรับปรุง มอเตอร์ได้รับการอัพเกรดโดยการติดตั้งหัวอะลูมิเนียมและเพิ่มกำลังอัด ซึ่งทำให้มีกำลังเพิ่มขึ้นเป็น 48.4 แรงม้า เกียร์กลไม่เปลี่ยนแปลง ฝ่ายปกครองยังเหมือนเดิม
ตัวเครื่องที่เพรียวบางใหม่มีดีไซน์ผสมผสาน ติดตั้งแผ่นเหล็กโค้งรูปทรงต่างๆ บนโครงไม้ เพื่อปรับปรุงแอโรไดนามิก ใช้ส่วนโค้งเด่นที่มีความโค้งต่างกัน เครื่องยนต์ถูกหุ้มด้วยแฟริ่งส่วนหน้าแบบโค้งพร้อมบานเกล็ดและด้านข้างที่มีการออกแบบคล้ายกัน ด้านหลังฝากระโปรงหน้าเป็นกระจกบังลมรูปตัววีหลังคาของตัวรถกลายเป็นหางที่ลาดเอียงอย่างราบรื่นด้วยปลายด้านหลังที่แหลม
ล้อถูกหุ้มด้วยแฟริ่งทรงหยดน้ำ แฟริ่งด้านหน้ามีช่องเจาะด้านข้างสำหรับล้อแบบบังคับได้ ด้านหลังเป็นแบบแข็ง มีแฟริ่งแบบกึ่งปิดภาคเรียนสำหรับไฟหน้าที่บังโคลนหน้า
เนื่องจากบังโคลนขนาดใหญ่ ประตูหลังจึงต้องละทิ้ง ประตูหน้าได้รับที่จับขนาดเล็ก นอกจากนี้ ยังครอบคลุมที่พักเท้าอย่างสมบูรณ์ ทั้งหมดนี้เกิดจากความต้องการลดแรงต้านของอากาศ
รถยนต์ GAZ-A-Aero เนื่องจากตัวถังพิเศษมีความยาว 4970 มม. แม้จะมีปีกใหม่ แต่ความกว้างยังคงอยู่ที่ระดับฐานรถ - 1710 มม. ความสูง - 1700 มม. น้ำหนักควบคุมพร้อมเติมน้ำมันและอะไหล่อยู่ที่ 1270 กก. กล่าวคือ มากกว่า GAZ-A เกือบ 200 กก. สันนิษฐานว่าการปรับปรุงเพิ่มเติมของการออกแบบจะทำให้น้ำหนักของวัตถุทั้งสองเท่ากันได้ ในระหว่างการทดสอบ ยานพาหนะถูกขนส่งโดยเครื่องมือวัดและทีมผู้ทดสอบห้าคน ในเวลาเดียวกันมวลของ GAZ-A ถึง 1625 กก. และ GAZ-A-Aero - มากถึง 1,700 กก.
รถบนราง
การทดสอบ GAZ-A-Aero ดำเนินการบนรางของโรงงานผลิตรถยนต์และบนถนนในเมือง Gorky รถทดสอบและทดสอบครอบคลุมระยะทางหลายพันกิโลเมตรในหลายสัปดาห์ในสภาวะต่างๆ และช่วยในการรวบรวมข้อมูลจำนวนมากสำหรับการวิเคราะห์เพิ่มเติม โดยทั่วไปแล้ว เป็นที่ชัดเจนว่าร่างกายที่เพรียวบางมีข้อได้เปรียบที่เหนือกว่ารถม้ามาตรฐานทั่วไป
ความเร็วสูงสุดของ GAZ-A-Aero พร้อมเครื่องยนต์มาตรฐานถึง 100 กม. / ชม. โดยมีการปรับเปลี่ยน - 106 กม. / ชม. รถยนต์ที่ผลิตได้เร่งความเร็วเป็น 82, 5 และ 93 กม. / ชม. ตามลำดับ ความเร็วที่เพิ่มขึ้นคือ 15-21 เปอร์เซ็นต์
รถที่คล่องตัวมีไดนามิกที่ดีกว่า อัตราเร่งจากหยุดนิ่งเป็น 70 กม. / ชม. ใช้เวลา 27.5 วินาที เทียบกับ 35.5 วินาทีสำหรับ GAZ-A รถผลิตที่มีแรงต้านมากชะลอความเร็วลงเร็วขึ้น ดังนั้นการสลายตัวของความเร็วจาก 70 ถึง 40 กม. / ชม. เกิดขึ้นที่ระยะทาง 330 ม. GAZ-A-Aero ภายใต้เงื่อนไขเดียวกันครอบคลุม 440 ม.
ในสภาพเมือง รถยนต์ที่มีความคล่องตัวแสดงให้เห็นการประหยัดเพียงเล็กน้อย ที่ความเร็วเฉลี่ย 30 กม. / ชม. รถคันนี้เปลืองน้ำมัน 5 ลิตรเป็นระยะทาง 46.7 กิโลเมตร และประหยัดน้ำมันได้เพียง 3% ในเงื่อนไขอื่น ๆ ผลประโยชน์มีความชัดเจนมากขึ้น ดังนั้นบนทางหลวงที่มีการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องด้วยความเร็ว 50 กม. / ชม. ประหยัดได้ถึง 12% เมื่อเทียบกับการบริโภค GAZ-A ประหยัดน้ำมันสูงสุด 26.2% ที่ 80 กม. / ชม. การเปรียบเทียบที่ความเร็วสูงกว่านั้นเป็นไปไม่ได้เนื่องจากคุณสมบัติที่จำกัดของ GAZ-A
การวัดกำลังที่ใช้ในการเอาชนะการต่อต้านการเคลื่อนไหวได้ดำเนินการ ที่ 50 กม. / ชม. GAZ-A ใช้เวลา 12.2 แรงม้ากับมัน GAZ-A-Aero - 8 แรงม้า (ประหยัด 34%) ที่ความเร็ว 90 กม. / ชม. พารามิเตอร์เหล่านี้ถึง 46 และ 29 แรงม้าซึ่งสอดคล้องกับการประหยัดมากกว่า 36% ในเวลาเดียวกันรถทดลองก็มีกำลังสำรองสำหรับการเร่งความเร็วเพิ่มเติมและที่ความเร็ว 100 กม. / ชม. ค่าความต้านทานถึง 37 แรงม้า
รถยนต์ที่คล่องตัวแสดงให้เห็นประสิทธิภาพที่ดีที่สุดในการขับลมที่มีจุดแข็งต่างกันในมุมที่ต่างกัน นอกจากนี้การนั่งความเร็วสูงก็มีเสียงรบกวนน้อยลง บนรถม้าแบบอนุกรมนั้น มีการสังเกตกระแสน้ำวนที่กระจกหน้ารถและส่วนท้ายของตัวรถ ซึ่งทำให้เกิดเสียงรบกวนเพิ่มเติม ไม่มีปัญหาดังกล่าวกับร่างกายใหม่
ผู้เชี่ยวชาญและสาธารณชนสามารถค้นหาผลการทดสอบการวิ่งโดยละเอียดได้จากบทความโดย A. Nikitin "การทดสอบทางถนนของรถยนต์ที่คล่องตัวบนแชสซี GAZ-A" ตีพิมพ์ในนิตยสาร Motor ฉบับเดือนมีนาคม พ.ศ. 2478
Backlog สำหรับอนาคต
จากผลการทดสอบของยานพาหนะ VAMM RKKA และ GAZ สองคัน พวกเขาได้ข้อสรุปหลักหลายประการ ประเด็นหลักเกี่ยวข้องกับประโยชน์ทั่วไปของร่างกายที่เพรียวบาง แม้เมื่อติดตั้งบนแชสซีที่ค่อนข้างเก่า ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวยังให้ลักษณะการทำงานและเศรษฐกิจเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ในเวลาเดียวกัน ตัวถังของ GAZ-A-Aero นั้นยังห่างไกลจากความเหมาะสมในแง่ของแอโรไดนามิก - ข้อจำกัดที่กำหนดโดยการออกแบบแชสซีนั้นได้รับผลกระทบ
เสนอให้ดำเนินการศึกษาหลักอากาศพลศาสตร์ของยานยนต์ต่อไปและนำมาพิจารณาเมื่อสร้างโมเดลใหม่การพัฒนาเทคโนโลยียานยนต์และถนนในอนาคตจะนำไปสู่การเพิ่มความเร็วในการเดินทางใหม่ เนื่องจากการทำให้เพรียวลมกลายเป็นปัจจัยชี้ขาด โซลูชั่นใหม่สามารถนำไปใช้กับรถสปอร์ตขนาดเล็ก แล้วจึงโอนไปยังอุปกรณ์สาธารณะ เช่นเดียวกับที่มักจะทำในต่างประเทศ
ในปี 1934 หลังจากเสร็จสิ้นการทดสอบ GAZ-A-Aero รุ่นทดลองก็ถูกส่งไปยังสภายานยนต์ของสมาคม Avtodor เพื่อการวิจัยใหม่ ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับชะตากรรมเพิ่มเติมของเขา
หลังจากความสำเร็จของโครงการทดลอง GAZ-A-Aero ผู้เชี่ยวชาญของแผนกยานยนต์ของ VAMM RKKA ได้ทำการวิจัยเชิงทฤษฎีต่อไปในหลาย ๆ ด้านรวมถึง ว่าด้วยเรื่องอากาศพลศาสตร์ ในไม่ช้าผลทางทฤษฎีใหม่ก็ปรากฏขึ้นซึ่งแนะนำให้ใช้ในโครงการรถยนต์นั่งส่วนบุคคลในอนาคต
อย่างไรก็ตาม งานเชิงรุกในทิศทางนี้ใช้เวลาเพียงไม่กี่ปี ในวัยสามสิบปลาย นักวิทยาศาสตร์ต้องโฟกัสไปที่หัวข้อของยานเกราะทหารอย่างใกล้ชิด และการทดลองกับการทำให้เพรียวลมก็จางหายไปในเบื้องหลัง ความสำเร็จที่แท้จริงในทิศทางนี้ได้มาหลังจากสงครามเท่านั้น ในช่วงเวลานี้ การผลิตรถยนต์สมัยใหม่ที่มีรูปทรงเพรียวบางได้เริ่มต้นขึ้น และการพัฒนาของ A. O. Nikitin และเพื่อนร่วมงานของเขา
