Аэродинамический профиль в сравнении с плоской пластиной

Аэродинамический профиль - это крыло, с формой подобной на левой картинке. Оно имеет форму ассиметричной капли, и у него есть сторона высокого давления и сторона низкого давления.

Правая картинка показывает поперечное сечение крыла из изогнутой пластины, обычное для автомоделей.

Автомодели никогда, похоже, не используют аэродинамические профили антикрыльев, в то время как полномасштабные автомобили и самолеты их используют. Почему это происходит?

Причина вполне проста: автомодели слишком малы и ездят слишком быстро.

Воздух это жидкость, а жидкости всегда до некоторой степени медленны в движении. Это называется инерцией. Воздух является не слишком плотной жидкостью, поэтому для него не является большой проблемой сдвинуться вверх или вниз на несколько сантиметров, протекая по крылу полномасштабного самолета, которое, кстати говоря, пару метров в ширину. Даже при скоростях в несколько сотен километров в час.

Теперь возьмем автомодель. Вы можете сделать антикрыло только несколько сантиметров в ширину. Заставить воздух двигаться вверх и вниз по антикрылу шириной только несколько сантиметров при скорости в 100 км/час является просто невозможным, воздух не может колебаться так быстро.

Несколько примеров:
Пример #1: самолеты с винтовым двигателем не могут двигаться быстрее 600 км/час. Пропеллер просто не может работать быстрее. Именно поэтому в развитии военной авиации такую большую роль сыграли реактивные двигатели и турбины.

Пример #2: Насекомые не используют аэродинамические профили крыльев, их крылья плоские. Это просто не работает при таком масштабе. Вместо этого, они используют различные, более динамичные эффекты, такие как задержанный срыв. Все эти эффекты являются переходными процессами и происходят в течение короткого промежутка времени, когда поток не "установился".

Поэтому, если вы хотите двигаться так быстро, как вы это делаете, вам необходимо антикрыло примерно равное по размеру всему вашему автомобилю. Или используйте весь кузов в качестве антикрыла, это и есть то, что мы делаем сейчас! С некоторым добавлением эффекта влияния земли.

Аэродинамические профили имеют максимальный угол атаки 17 градусов. При углах атаки больших, чем этот, происходит срыв потока, как объяснялось ранее. Также, около 80% прижимной силы, которую они производят, обеспечивается низким давлением на нижней стороне. Только 20% обеспечивается увеличенным давлением сверху. Это означает, что антикрыло должно устанавливаться высоко, чтобы воздух мог легко протекать под ним. Они также нуждаются в очень, очень чистом, ровном воздухе, чтобы работать должным образом. Любая турбулентность будет создавать срыв потока.

Ясно, что это не будет ограничивать нас в автомоделях. Угла атаки в 17 градусов недостаточно, чтобы обеспечить необходимую прижимную силу с помощью выполненного в масштабе антикрыла. Воздух не масштабируется, как вы помните?

И в большинстве случаев устанавливать антикрыло высоко, далеко от корпуса, в чистом воздухе, не разрешено правилами. И к тому же это не очень хорошая идея, если вы планируете иногда попадать в аварии.

Поэтому, если вы хотите сделать дополнительное антикрыло с реалистичным видом, как на трековом автомобиле, это должно быть нечто подобное "совку". Просто "заставьте" воздух идти вверх, используйте большой угол атаки, если пожелаете, и не беспокойтесь о том, что происходит на нижней стороне антикрыла. Если вы просто отбрасываете воздух вверх, вы не должны беспокоиться о соединении вместе потоков, проходящих выше и ниже антикрыла.

Конечно, оно не будет настолько эффективно, как аэродинамический профиль, но по крайней мере оно будет обеспечивать некоторую прижимную силу.

И как дополнительное преимущество, антикрылья из изогнутых пластин остаются более или менее эффективными в "грязном", турбулентном воздухе: не имеет значения какой воздух, ламинарный или турбулентный, вы отбрасываете наверх, воздух есть воздух. Тем не менее, они не являются полностью нечувствительными, чистый воздух всегда лучше.