Rekonstrukcja wyglądu GAZ-A-Aero. Rysunek Denisovets.ru
W latach trzydziestych ubiegłego wieku samochody nauczyły się rozwijać bardzo duże prędkości, co spowodowało konieczność studiowania aerodynamiki. W naszym kraju niezwykłe wyniki tego rodzaju uzyskano w 1934 roku. Pierwszym krajowym opływowym samochodem był eksperymentalny GAZ-A-Aero zaprojektowany przez Aleksieja Osipowicza Nikitina.
Teoria dla praktyki
Prace nad nowym tematem rozpoczęły się w 1934 roku i były prowadzone przez wydział motoryzacyjny Wojskowej Akademii Mechanizacji i Motoryzacji Armii Czerwonej (VAMM RKKA) z inicjatywy A.O. Nikitin. W badania zaangażowane były inne organizacje, które posiadały niezbędne zaplecze naukowo-techniczne.
W tym czasie samochody osobowe osiągały prędkość do 100-110 km / h, co było ułatwione dzięki zastosowaniu nowych konstrukcji podwozi, mocniejszych silników itp. Doświadczenia zagraniczne wykazały, że dodatkowy wzrost osiągów można uzyskać poprzez poprawę karoserii i zmniejszenie oporów powietrza.
Warianty modeli do wdmuchiwania w tunelu aerodynamicznym. 1 - seryjny GAZ-A; 2 - przyszły prototyp; 3,4,5 - inne opcje układów aerodynamicznych. Grafika magazynu „Motor”
Badania w VAMM rozpoczęły się od teoretycznej analizy istniejących problemów i poszukiwania optymalnych rozwiązań. Udało się znaleźć główne pomysły, które przyczyniają się do poprawy wydajności. Jednocześnie można je łączyć na różne sposoby i uzyskiwać różne wyniki.
A. Nikitin i współpracownicy opracowali cztery warianty opływowego nadwozia i złożyli odpowiednie modele w skali do dmuchania w tunelu aerodynamicznym Moskiewskiego Instytutu Lotniczego. Wraz z nimi planowano przetestować model samochodu GAZ-A z oryginalnym nadwoziem typu szezlong. Cztery modele testowe wykazywały znaczne podobieństwo, ale różniły się formą różnych agregatów, a zatem i ich charakterystyką.
Testy wykazały gwałtowne obniżenie współczynnika oporu powietrza przy bezpośrednim nadmuchu modelu. Dla różnych modeli było to 31-66 proc. z cech oryginalnego samochodu. Przeprowadzono również badania z bocznym wiatrem, które wykazały wyraźne zalety nowych nadwozi.
Testy modelu GAZ-A w tunelu aerodynamicznym. Zdjęcie magazynu „Motor”
Szczegółowe wyniki obliczeń i testów opublikowano w czasopiśmie „Motor”, nr 2 za 1935 r. Autorem artykułu „Opływowy samochód na podwoziu GAZ-A” był sam A. Nikitin.
Prototyp
W 1934 roku VAMM RKKA wraz z eksperymentalnym warsztatem Gorky Automobile Plant zbudowali i przetestowali prototypowy samochód z opływowym nadwoziem. Podstawą było zmodyfikowane podwozie GAZ-A - z tego powodu eksperymentalny samochód został później nazwany Streamlined GAZ-A lub GAZ-A-Aero. Do kontroli wyników wykorzystano drugi samochód GAZ-A w podstawowej konfiguracji.
Eksperymentalny samochód zachował ramę i podwozie bazy GAZ-A. Elektrownia na różnych etapach testów obejmowała zwykły silnik lub jego wymuszoną wersję. Silnik został zmodernizowany poprzez zamontowanie aluminiowej głowicy i zwiększenie kompresji, co doprowadziło do wzrostu mocy do 48,4 KM. Przekładnia mechaniczna nie uległa zmianie. Organy zarządzające pozostały takie same.
Testowanie modelu przyszłego GAZ-A-Aero. Zdjęcie magazynu „Motor”
Nowe, opływowe nadwozie miało mieszany design. Na drewnianej ramie zamontowano zakrzywione blachy stalowe o różnych kształtach. Aby poprawić aerodynamikę, zastosowano głównie zakrzywione części o różnej krzywiźnie. Silnik był pokryty zakrzywioną przednią szybą z żaluzjami i bokami o podobnej konstrukcji. Za maską znajdowała się przednia szyba w kształcie litery V. Dach ciała płynnie zamienił się w spadzisty ogon ze spiczastym tyłem.
Koła zostały pokryte skrzydełkami owiewki w kształcie łzy. Przednie owiewki miały boczne wycięcia na sterowane koła, tylne owiewki były solidne. Na przednich błotnikach przewidziano częściowo zagłębione owiewki reflektorów.
Ze względu na duże skrzydła trzeba było zrezygnować z tylnych drzwi. Drzwi wejściowe otrzymały małe klamki. Dodatkowo całkowicie zakryły podnóżki. Wszystko to wynikało z konieczności zmniejszenia oporów powietrza.
Prototyp do testów. Zdjęcia Denisovets.ru
Samochód GAZ-A-Aero, ze względu na specjalne nadwozie, miał długość 4970 mm. Pomimo nowych skrzydeł, szerokość pozostała na poziomie maszyny bazowej - 1710 mm. Wysokość - 1700 mm. Masa własna z tankowaniem i częściami zamiennymi - 1270 kg, tj. prawie 200 kg więcej niż GAZ-A. Założono, że dalsze udoskonalenie konstrukcji spowoduje wyrównanie masy obu korpusów. Podczas testów na pojazdach wiozły sprzęt pomiarowy oraz pięcioosobowy zespół testerów. W tym samym czasie masa GAZ-A osiągnęła 1625 kg, a GAZ-A-Aero - do 1700 kg.
Samochód na torze
Testy GAZ-A-Aero przeprowadzono na trasach fabryki samochodów i na drogach miasta Gorky. Pojazdy doświadczalne i kontrolne przejechały tysiące kilometrów w ciągu kilku tygodni w różnych warunkach i pomogły zebrać wiele danych do dalszej analizy. Ogólnie rzecz biorąc, stało się jasne, że opływowy korpus ma poważne zalety w porównaniu ze standardowym faetonem.
Maksymalna prędkość GAZ-A-Aero ze standardowym silnikiem osiągnęła 100 km/h, a zmodyfikowanym - 106 km/h. Samochód seryjny przyspieszył odpowiednio do 82,5 i 93 km/h. Wzrost prędkości wyniósł 15-21 proc.
Opływowy samochód miał lepszą dynamikę. Przyspieszenie od zera do 70 km/h zajęło 27,5 sekundy w porównaniu z 35,5 sekundy dla GAZ-A. Samochód seryjny z większym oporem zwalniał szybciej. W ten sposób tłumienie prędkości z 70 do 40 km/h wystąpiło na dystansie 330 m. W tych samych warunkach GAZ-A-Aero przejechał 440 m.
Widok pod innym kątem. Zdjęcia Denisovets.ru
W warunkach miasta opływowy samochód wykazywał bardzo skromne oszczędności. Przy średniej prędkości 30 km / h samochód ten zużywał 5 litrów benzyny na 46,7 km podróży, a zużycie paliwa wynosiło tylko 3%. W innych warunkach korzyści były wyraźniejsze. Tak więc na autostradzie z ciągłym ruchem z prędkością 50 km / h oszczędności osiągnęły 12% w stosunku do zużycia GAZ-A. Maksymalną oszczędność benzyny 26,2% uzyskano przy 80 km/h. Porównanie przy wyższych prędkościach okazało się niemożliwe ze względu na ograniczone osiągi GAZ-A.
Przeprowadzono pomiary mocy zużywanej na pokonanie oporów ruchu. Przy 50 km / h GAZ-A wydał na to 12,2 KM, GAZ-A-Aero - 8 KM. (oszczędność 34%) Przy prędkości 90 km/h parametry te osiągnęły 46 i 29 KM, co odpowiadało oszczędności ponad 36%. W tym samym czasie samochód eksperymentalny miał rezerwę mocy do dalszego przyspieszania, a przy prędkości 100 km/h koszt oporu osiągnął 37 KM.
Opływowy samochód wykazywał najlepsze osiągi przy bocznym wietrze o różnej sile i pod różnymi kątami. Również jazda z dużą prędkością była mniej głośna. W seryjnym faetonie wiry zostały zdmuchnięte z przedniej szyby i tylnej części nadwozia, co powodowało dodatkowy hałas. Na nowym korpusie nie było takich problemów.
Widok z boku. Profil nadwozia i poszczególne elementy są wyraźnie widoczne. Zdjęcia Denisovets.ru
Profesjonaliści i opinia publiczna mogli zapoznać się ze szczegółowymi wynikami prób morskich z artykułu A. Nikitina „Testy drogowe usprawnionego samochodu na podwoziu GAZ-A”. Pojawił się w wydaniu magazynu Motor z marca 1935 roku.
Wizja przyszłości
Na podstawie wyników testów dwóch pojazdów VAMM Armia Czerwona i GAZ doszły do kilku głównych wniosków. Główny dotyczył ogólnego zastosowania korpusów opływowych. Nawet po zainstalowaniu na dość starym podwoziu taki produkt dawał zauważalny wzrost właściwości eksploatacyjnych i ekonomicznych. Jednocześnie nadwozie GAZ-A-Aero było dalekie od optymalnego pod względem aerodynamiki - wpłynęło to na ograniczenia narzucone przez konstrukcję podwozia.
Zaproponowano kontynuację badań aerodynamiki motoryzacyjnej i uwzględnienie jej przy tworzeniu nowych próbek. Rozwój technologii motoryzacyjnej i dróg w przyszłości powinien doprowadzić do nowego wzrostu prędkości, dlatego usprawnienie stało się decydującym czynnikiem. Nowe rozwiązania mogłyby być wdrażane w małych samochodach sportowych, a następnie przenoszone do pojazdów ogólnego użytku, jak to często robiono za granicą.
Widok charakterystycznego ogona. Zdjęcie Caracoom.com
W 1934 roku, po zakończeniu testów, prototyp GAZ-A-Aero został przekazany Radzie Samochodowej Towarzystwa Awtodor do nowych badań. Brak informacji o jego dalszych losach.
Po sukcesie eksperymentalnego projektu GAZ-A-Aero specjaliści z działu motoryzacyjnego VAMM RKKA kontynuowali teoretyczne badania w wielu obszarach, m.in. na temat aerodynamiki. Wkrótce pojawiły się nowe wyniki teoretyczne, zalecane do wykorzystania w przyszłych projektach samochodów osobowych.
Jednak aktywna praca w tym kierunku trwała zaledwie kilka lat. Pod koniec lat trzydziestych naukowcy musieli zmierzyć się z tematem pojazdów wojskowych, a eksperymenty z usprawnianiem zniknęły na dalszy plan. Prawdziwy postęp w tym kierunku osiągnięto dopiero po wojnie. W tym okresie rozpoczęła się produkcja nowoczesnych samochodów o opływowym nadwoziu, a nowe projekty opierały się na opracowaniach A.O. Nikitin i jego koledzy.