КУЗОВ АВТОМОБИЛЯ Российский патент 1997 года по МПК B62D35/00 

Изобретение относится к автомобильному транспорту, в частности к кузовам обтекаемой формы легковых и грузовых автомобилей.

Известные кузова автомобилей выполняются без учета их наивыгоднейшей формы с целью снижения аэродинамического сопротивления при больших скоростях движения.

Лобовые поверхности кабин, как и окончания кузова, делаются плоскими, зачастую нормально расположенными к направлению движения [1, 2]
Закругление углов перехода одной плоскости, например, лобовой и боковых с верхней, делается без какого-либо аэродинамического расчета, что и вызывает при движении с большой скоростью существенное аэродинамическое сопротивление, на преодоление которого требуется дополнительная энергия, а соответственно и неоправданный пережег горючего, и как результат удорожание перевозимого груза.

Автомобиль М-20, "Победа", принятый за прототип [3] обладает тем недостатком, что его передняя и задняя части кузова выполнены без учета наивыгоднейшей формы снижать аэродинамическое сопротивление.

Данное изобретение устраняет все вышеперечисленные недостатки и делает форму кузова почти идеальной, не дающей лобового сопротивления при больших скоростях движения, тем самым показывает законченную модель кузова будущего автомобиля, который будет за счет хорошей обтекаемости экономить до 15% горючего, идущего на неоправданный пережег для преодоления аэродинамического сопротивления.

Сущность изобретения в том, что кузов выполнен из нижней плоскости и боковых, пересекающихся между собой у задней вертикальной кромки под острым углом γ в пределах 25^o, в верхней поверхности закругленной по форме половины прямого круглого конуса, сопрягаемого с боковыми плоскостями и лобовой поверхностью, выполненной по форме части сферической, радиус которой определяется по формуле:
r = 2,53v²/ω
где 2,53 коэффициент;
r радиус закругления сферы в метрах;
V скорость движения в м/с;
w ускорение в м/с².

А хвостовая часть выполнена съемной и складной.

На фиг. 1 показан кузов вид сбоку; на фиг. 2 вид сверху; на фиг. 3 - сечение по передним колесам на фиг. 1 формы кузова; на фиг. 4 сечение по задним колесам на фиг.1. Показана форма кузова.

Кузов автомобиля с лобовой поверхностью 1, корпусом 2 и хвостовой частью 3, выполнены из нижней 4 плоскости и боковых 5, пересекающихся между собой у задней вертикальной 6 кромки под острым углом g в пределах 25 ^o и верхней 7 поверхности, закругленной по форме половины прямого круглого конуса, сопрягаемого с боковыми 5 плоскостями и лобовой 1 поверхностью, выполненной по форме части сферической, радиус которой определяется по формуле:
r = 2,53v²/ω
Хвостовая часть 3 выполнена съемной и складной.

Примером конкретного выполнения может быть кузов автомобиля с радиусом сферы r равным 1 м для скорости движения V 200 км/ч (V 55,6 м/с). Угол пересечения боковых 5 плоскостей на задней кромке 6 g 25^o. Длина по высоте задней кромки 6 равна не менее 1 м. Длина кузова 6 м. Длина съемной хвостовой части 3 1,6 м, выполненная по типу зонтика из непроницаемого материала, надетого на каркас спиц. При этой скорости на лобовой поверхности возникает ускорение воздушных частиц до величины w 7850 м/сек².

Минимальное аэродинамическое сопротивление кузова набегающему потоку воздуха объясняется тем, что на поверхности 1 создается повышенное давление, а в зоне хвостовой части 3 разряжение от уходящего вперед кузова. В результате чего частицы воздуха будут устремляться из зоны повышенного давления 1 в зону разряжения 3 по поверхности сферы 1 радиуса r. И их скорость, от возникающего перепада давления, возрастает по закруглению радиуса в 1,59 раза больше скорости движения V. В результате чего частички воздуха, огибая закругленные сферы r, будут испытывать от центробежных сил ускорение w создавая тем самым на поверхности сферы 1 разряжение, равнодействующая сила которого на лобовой поверхности будет ориентирована с наклоном вперед, и в проекции на линию движения будет значительно больше результирующей силы от сил сопротивления набегающего потока и сил от разряжения на хвостовой части 3, а поэтому равнодействующая от центробежных сил лобовой поверхности 1 будет самопроизвольно тянуть кузов автомобиля вперед по направлению движения подобно парусной яхте, идущей навстречу ветру, или подобно подъемной силе крыла самолета.

Этим же эффектом объясняется свободный и легкий полет птиц, так как у них передняя часть корпуса выполнена близко к сферической, а сам корпус короткий.

Все изложенное выше будет справедливо только при условии наличия сферической лобовой поверхности 1 радиуса r и конусной поверхности хвостовой части 3, выполненной по образующей прямолинейной формы и располагающейся сразу же после сферической поверхности 1.

Близость расположения зоны разряжения 3 от зоны давления 1 и дает изложенный выше эффект.

Данного эффекта не будет, если лобовую поверхность 1 удалить от зоны разряжения 3 параллельными стенками хотя бы на расстояние одного радиуса r (проверено экспериментами).

Это объясняется тем, что любое, возникающие на кузове автомобиля микродавление или разряжение, мгновенно уравновешиваются с окружающей средой.

Формула r = v²/ω
приведена в книге Ишлинского А.Ю. "Классическая механика и силы инерции". М. Наука, 1987, с.46.

Изобретение относится к автомобильному транспорту, в частности к кузовам обтекаемой формы. Кузов выполнен из нижней плоскости и боковых, пересекающихся между собой у задней вертикальной кромки под острым углом γ в пределах 25^o, и верхней плоскости закругленной по форме половины прямого круглого конуса, сопрягаемого с боковыми плоскостями и лобовой поверхностью, выполненной по форме части сферической, радиус которой определяется по формуле r = 2,53v²/ω , где r - радиус закругления сферы в метрах; V - скорость движения в м/с; w - ускорение в м/с. А хвостовая часть выполняется съемной и складной. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Кузов автомобиля, включающий лобовую поверхность, корпус и хвостовую часть, отличающийся тем, что корпус выполнен из нижней плоскости и боковых, пересекающихся между собой у задней вертикальной кромки под острым углом в пределах 25^o, и верхней поверхности, закругленной по форме половины прямого круглого конуса, сопрягаемого с боковыми плоскостями и лобовой поверхностью, выполненной по форме части сферической, радиус которой определяется по формуле
r = 2,53v²/ω,
где r радиус закругления сферы, м;
V скорость движения, м/с;
ω - ускорение, м/с². 2. Кузов по п. 1, отличающийся тем, что хвостовая часть выполняется съемной и складной.