22 февраля 2016г.
Обеспечение безопасности перевозок пассажиров и грузов в соответствии с [1] является приоритетным качественным показателем при оценке организации деятельности транспортного сектора. При этом международный опыт показывает, что процедура сокращения числа ДТП, и снижения тяжести их последствий является управляемой, а дорожно-транспортный травматизм можно прогнозировать и сокращать.
Также, обеспечение безопасности перевозок зависит от степени проработанности конструкции автомобилей на стадии проектирования. В последние годы отечественные и зарубежные производители легковых (и особенно грузовых) автомобилей всѐ большее внимание уделяют такой важной составляющей проектирования автомобиля, как аэродинамика.
Вопросам обеспечения безопасности движения транспортных средств [6, 7] и в частности совершенствования их аэродинамических характеристик посвящены работы многих отечественных исследователей [3, 4, 5]. В данных работах отмечается, что с точки зрения «полезности» для проектируемых транспортных средств аэродинамика позволяет:
* снизить аэродинамический шум;
* уменьшить загрязнения зеркал, стѐкол и других поверхностей автомобиля;
* уменьшить потребление топлива или произвести повышение скорости движения за счѐт сокращения сил сопротивления воздуха, направленных против движения автомобиля;
*произвести оптимизацию воздушных потоков для охлаждения двигателя, а также вентиляции салона;
* снизить воздействие бокового ветра на движение автомобиля.
* повысить сцепление колѐс автомобиля с дорогой за счѐт уменьшения подъѐмной аэродинамической силы;
Исходя из вышеперечисленного, можно сделать вывод, что аэродинамика влияет не только на экономичность автомобиля, но и на безопасность его эксплуатации, т.к. в немалой степени дорожная обстановка оценивается через боковые стѐкла и боковые зеркала заднего вида, загрязнение которых ухудшает обзор, создавая при этом угрозу безопасности движения не только для самого водителя, но и для окружающих его транспортных средств.
К настоящему времени разработано множество способов для снижения загрязнения данных элементов транспортного средства, каждый из которых обладает своими достоинствами и недостатками.
К основным способам предотвращения ухудшения видимости относятся установка ветровиков (дефлекторов), накладкок, козырьков и т.д.
Дефлекторами (ветровиками) являются дополнительные (чаще всего) элементы обвеса автомобиля, которые их владельцы устанавливают в подавляющем большинстве самостоятельно, но есть и такие автопроизводители, которые устанавливают их непосредственно на стадии сборки автомобиля (например - в Японии).
Причиной для установки дефлекторов (ветровиков) обычно становятся следующие понятия водителей транспортных средств об усовершенствовании:
1. Улучшение обозрения с водительского места.
При движении на большой скорости, в особенности под дождѐм или снегом, возможно попадание влаги на боковые стекла. Зачастую это происходит в тех случаях, когда дворники лобового стекла сгоняют жидкость на его края, вследствие чего вода с частицами грязи попадает на боковые стѐкла. Образование разводов на стеклах приводит к изменению и ухудшению боковой видимости, и даже к образованию «мѐртвых зон» обзора. Присутствие дефлекторов обычно позволяет уменьшить загрязнения боковых стѐкол.
2. Вентиляции в салоне автомобиля.
Установленный дефлектор позволяет предотвратить во время движения попадание дыма при курении или сброшенного с сигареты пепла обратно внутрь автомобиля.
3. Предохранение водителя от воздействия сильного встречного ветра, дождя или снега при опущенном стекле.
Дополнительная деталь отчасти «отсекает» воздушный поток с частицами влаги, допуская тем самым открывание окна для вентиляции салона. Это повышает вероятность избежания запотевания стѐкол и увеличения влажности в автомобиле даже при поездке под проливным дождем.
4. Эстетики транспорта.
В комплексе с дефлектором капота и другими элементами обвеса ветровики на окнах позволяют привести внешний вид автомобиля в соответствие с мнением его владельца, подчеркнув при этом особенности автомобиля.
В целом, дефлекторы являются защитными деталями для стѐкол и кузова транспортного средства, поэтому они должны быть достаточно устойчивыми к динамическим нагрузкам (например, должны выдерживать удар мелкого камня, вылетевшего из-под колѐса встречного транспортного средства).
Дефлекторы обычно классифицируются по двум типам: вставные под уплотнитель или наклеиваемые поверх рамки двери. Дефлекторы, наклеиваемые на обрамление двери, отличаются большей простотой установки и эксплуатации.
По результатам испытаний в аэродинамической трубе дефлекторы боковых стѐкол практически не влияют на коэффициент аэродинамического сопротивления, как показано в работе [8]. Результаты испытаний автомобиля с задним дефлектором в аэродинамической трубе, приведѐнные в той же работе свидетельствуют о снижении коэффициента аэродинамического сопротивления и аэродинамической подъемной силы на передней и задней оси. По результатам экспертной оценки к плюсам можно отнести ослабление сквозняков в салоне и дополнительная защита его от дождя.
Специальные молдинги на передних стойках являются простым и эффективным решением для сохранения чистоты боковых стѐкол, которые направляют всю воду с лобового стекла на крышу авто, а не на боковины. Однако их использование нередко приводит к более сильному загрязнению заднего стекла. Для решения этой проблемы используются глубокие канавки, улавливающие стекающую воду и направляющие ее на задние боковые стойки.
Дефлектор капота (от лат. deflecto – отвожу, отклоняю) он же «спойлер капота», «отбойник капота», «защита капота» - это специальное аэродинамическое устройство, повторяющее форму передней части капота и являющееся его защитой.
В работе [8]отмечается, что по результатам испытаний в аэродинамической трубе использование дефлектора капота приводит к увеличению коэффициента аэродинамического сопротивления и подъѐмной силы на передней и задней осях. Кроме того, практическая «полезность» данных дефлекторов также нередко вызывает сомнение. По результатам экспертной оценки, на машинах с накладками комары и мошки продолжают биться о стекло и размазываться по нему так же, как и без накладок. При этом дефлектор защищает от бомбардировки только ту узкую зону, которую прикрывает, а в узкую щель между накладкой и капотом вместе с возникающим вихрем хорошо всасывается песок, удалить который, не сняв накладку, сложно. При этом так как при движении и капот, и накладка вибрируют, то песчинки могут оставлять на лакокрасочном покрытии глубокие царапины.
Против сильного загрязнения дверей и боковых окон, а также для защиты от летящих из-под колѐс камней и песка активно используются и колѐсные брызговики.
Другие способы снижения загрязнения элементов транспортного средства используются реже.
Предлагаемые некоторыми производителями спойлеры рычагов стеклоочистителя предназначены для повышения эффективности очистки стекла на высоких скоростях благодаря дополнительному аэродинамическому прижиму к стеклу. По результатам испытаний в аэродинамической трубе, данные спойлеры практически не влияют на коэффициент аэродинамического сопротивления, при этом по результатам экспертной оценки повышение эффективности очистки стекла не отмечено.
В попытках предотвратить или хотя бы уменьшить загрязнение зеркальных элементов транспортного средства некоторые фирмы конструируют специальные канавки на зеркалах заднего вида автомобиля. По ним грязь отводится в сторону, не забрызгивая саму отражающую поверхность зеркала [2]. К интересным способам предотвращения загрязнений относится и использование козырьков зеркал. Пластиковые козырьки, служащие для уменьшения попадания осадков на отражающую поверхность зеркала, приклеиваются на верхнюю часть корпуса боковых зеркал транспортного средства при помощи двухстороннего скотча.
Таким образом, в настоящее время существует множество способов предотвращения ухудшения видимости транспортных средств со стороны водителя. Данная проблема решается в основном путѐм установки дополнительных элементов на кузов транспортного средства.
Между тем, более перспективным способом предотвращения загрязнения зеркальных элементов транспортного средства нам представляется подбор оптимальной формы бокового зеркала автомобиля путѐм моделирования его аэродинамических характеристик при помощи специальных программных продуктов.
Современное моделирование происходит в трѐхмерной постановке, согласно принципу «как есть», то есть существует возможность исследования полной геометрической модели без упрощений. При этом пользователь может выбрать степень детализации моделируемого объекта, обеспечивая, при необходимости, разумный компромисс между точностью и временем вычислений. Моделирование может осуществляться, например, в программных комплексах FlowVision или STAR-CCM+, позволяющих моделировать подвижные тела, придавая им поступательное или вращательное движение, а также использовать параллельные вычисления в автоматическом режиме. Кроме того они позволяют оптимизировать конструкцию с учѐтом динамики жидкости и газа, а также решать задачи механики сплошных сред.
С учетом вышесказанного, можно сделать следующий вывод. Для обеспечения безопасности перевозок пассажиров и грузов представляется целесообразным проводить исследования аэродинамических характеристик транспортных средств. При этом представляется целесообразным производить подбор оптимальной формы бокового зеркала автомобиля путѐм моделирования его аэродинамических характеристик при помощи специальных программных продуктов.
Список литературы
1. Безопасность движения [Электронный ресурс] // ОАО «Научно-исследовательский институт автомобильного транспорта» [сайт] [2014]. – URL: http://niiat.ru/activity/bezopasnost-dvizheniya/ (Дата обращения: 12.09.2014)
2. Влияние аэродинамики на загрязнение [Электронный ресурс] // OOO «Газета АВТОРЕВЮ» [сайт] [2014]. – URL: http://www.autoreview.ru/archive/2001/23/aero/ (Дата обращения: 10.09.2014)
3. Ильин Е.В. Совершенствование аэродинамики подднищевой зоны легкового автомобиля: автореф. дисс. … канд. техн. наук / Е.В. Ильин. – М.: 2003. – 20 с.
4. Евграфов А.Н. Аэродинамика автомобиля / А.Н. Евграфов.–М.: МГИУ, 2010. – 356 с.
5. Жданов Е.А. Аэродинамика и ее влияние на эксплуатационные параметры автомобиля / Е.А. Жданов // Автотранспорт: эксплуатация, обслуживание, ремонт. – 2010. – № 5. – С. 27-30.
6. Платонов А.А. Особенности обеспечения безопасности движения в Европейском Союзе / А.А. Платонов // Воронежский научно-технический Вестник. – 2013. – № 4. – С. 50-57.
7. Платонов А.А. Особенности организации безопасного движения специального самоходного подвижного состава / А.А. Платонов, М.А. Платонова // Воронежский научно-технический Вестник. – 2014. – № 2 (8). – С. 80-86.
8. Симпатичны, опасны и бесполезны [Электронный ресурс] // Ремонт и обслуживание автомобилей [сайт] [2014]. – URL: http://tavria-auto.narod.ru/37-39.htm (Дата обращения: 11.09.2014)
