Быстрая кожа снижает расход автомобильного топлива

Это авто в горошек – не прихоть дизайнера. "Точки" тут вполне функциональны (фото с сайта maxgladwell.com).

Быстрая кожа снижает расход автомобильного топлива
18-20-процентное сокращение расхода для обычных авто и 20-25-процентное – для гибридов и электромобилей. Очень заманчивые числа. И ведь главное, что для такой впечатляющей экономии не нужно городить никаких мудрёных технологий: требуется лишь обклеить "повозку" специальной плёнкой. Поверим?

Столь внушительные результаты обещает американская компания FastSkinz, 15 января официально представившая миру чудо-плёнку MPG-Plus.

Её название намекает, что плёнка эта, будучи наклеенной на кузов, заметно снижает сопротивление воздуха, что отражается в продлении пробега машины на одном литре (галлоне, пинте, стакане) горючего.

FastSkinz – это недавно созданная дочерняя фирма компании SkinzWraps, которая специализируется на виниловых плёнках, превращающих унылые авто в красочные картины. Но новая разработка американцев нацелена не на повышение эстетической ценности автомобиля, а изменение его технических параметров.

Винил – недорогой способ украсить авто. И удобный. Если рисунок надоел, плёнку можно удалить, а в случае с роскошной (и дорогой) аэрографией – требуется перекраска кузова (фотографии SkinzWraps).

Работает технология (по уверению её авторов) так. Поверхность плёнки усыпана маленькими ямками, так что в целом получается "шершавая" структура, отдалённо напоминающая акулью кожу.

В каждой такой ямке воздух начинает закручиваться, создавая нечто вроде невидимого подшипника, а он помогает основному потоку легче проскальзывать вперёд.

Подкованные читатели сразу скажут, что даже если таким способом возможно снизить силу трения между кузовом и воздухом, на общей величине аэродинамического сопротивления это не должно сильно сказаться. Ведь главное, что приводит к "торможению" машины, – это разница давлений в её передней и задней частях, а она зависит от формы кузова, которую мы не меняем. Так?

Но FastSkinz поясняет, что главный эффект от плёнки – куда хитрее, чем простое снижение трения в местах, где она наклеена.

Обычный автомобиль с не особенно хорошей обтекаемостью и… (иллюстрация FastSkinz).

Дело в том, что при обтекании кузова (если отбросить тонкости) существует два основных участка: в передней части, где прилегающее к корпусу машины "течение" — ламинарное (то есть ровное и плавное), и в задней части, где поток уже турбулентный (с сильными завихрениями).

Между ними есть линия перехода, где пограничный слой воздуха отрывается от поверхности машины. Чем ближе это место к "носу", тем шире "кильватерный след", тянущийся за авто, тем сильнее разряжение в задней части, тем больше сопротивление.

Место отрыва пограничного слоя от поверхности зависит не только от формы кузова, но и от энергии прилегающего потока, которую последний быстро теряет из-за трения.

Крошечные лунки на плёнке создают меньшее торможение, так что пограничный слой отрывается куда позже (в случае с тестовым авто компании – японским "кубическим" Scion — это передняя и задняя кромка крыши соответственно).

…то же авто с наклеенной плёнкой MPG-Plus. Для примера она показана на крыше, но вообще эта плёнка может сыграть положительную роль и на передних крыльях, и на стойках кузова. Кстати, SkinzWraps утверждает, что её покрытие уже тестируют "в трубе" некоторые команды NASCAR (иллюстрация FastSkinz).

По некоторым данным, в городских условиях обычный Scion расходует 10,7 литра на 100 км, а на трассе – 8,4. Обклеенный же в нескольких ключевых местах материалом MPG-Plus Scion показывает 8,4 и 6,9 литра соответственно.
Вопрос о корректности измерений и необходимых (очевидно) независимых испытаниях новинки остаётся открытым. И, как представляется, рекламные посулы "плёночной" компании следует делить на… А на сколько – большой вопрос.

Но даже если реальная экономия с такой плёнкой составит хоть 3% — овчинка будет стоить выделки, учитывая дешевизну метода. Особенно если этой плёнкой заинтересуются не частники, а владельцы больших автопарков. К тому же такой способ улучшить обтекаемость машины, скорее всего, даст сколько-нибудь заметное улучшение, только если изначально обтекаемость эта была плохой. На ум сразу приходят дальнобойные грузовики и всяческие фургоны.
На легковом автомобиле с плавными линиями, у которого поток воздуха и так отрывается от корпуса где-то в задней части, плёнка эта едва ли выдаст результат, который можно будет уловить приборами.

Scion, обклеенный MPG-Plus (фото с сайта maxgladwell.com).

Разочарованы? Не спешите. Понятно, если мы говорим о пресловутых авто будущего, гораздо большую экономию топлива можно получить, изначально проектируя как можно более обтекаемый кузов, внедряя гибридный привод, снижая массу машины и так далее. Но как насчёт уже выпущенных транспортных средств? Так соблазнительно просто наклеить "акулью" плёнку и тут же начать получать "дивиденды".

А если разница расхода с плёнкой и без неё будет мизерна, кто возьмётся проверить в полной мере возможности новой технологии? Спортсмены!
Там, где скорости выше, там и значение обтекаемости для снижения общего сопротивления движению – куда большее. На городских же скоростях, да при постоянных разгонах и торможениях, даже двукратное улучшение аэродинамики большой экономии топлива не принесёт (в отличие от автострады). Ну а в спорте и десятые доли секунды "на круге" или пара лишних км/ч для кого-то могут оказаться бесценными.

Тому пример Лесли Портерфилд (Leslie Porterfield), героиня американских байкеров. Минувшим летом на соляном озере Бонневиль она последовательно установила несколько рекордов, показав в итоге почти 377 км/ч.

SЛесли Портерфилд на озере Бонневиль сражается с секундами и раздаёт автографы (фотографии Tricia Robinson/Bub Racing и с сайта leslieporterfield.com).

Лесли стала самой быстрой женщиной "на двух колёсах" в мире, причём на серийном, пусть и переделанном, мотоцикле, а не на каком-нибудь монстре — закрытом коконе, какие нередко строят специально для таких заездов.

По соляному озеру летел её проверенный "в боях" Suzuki Hayabusa, уважаемый во всём мире японский байк. Правда, для Лесли американцы его когда-то переделали: аппарат получил турбонаддув, усиленное сцепление, изменённую программу управления двигателем и новые обтекатели. Финальный штрих, появившийся в 2008-м, — то самое покрытие MPG-Plus.

В какой мере суперплёнка от FastSkinz помогла Портерфилд стать первой женщиной, "ворвавшейся" на двух колёсах в престижный клуб "200 миль в час", сказать трудно. Но даже если добавка скорости от новой технологии была минимальной — рекорд есть рекорд. Ради него стоит подумать о любой мелочи.

И пусть обещания американцев относительно эффективности плёнки – преувеличение, разработку не стоит отбрасывать.

О том, что в технологии MPG-Plus есть здравое зерно, говорит и такая аналогия. На последних Олимпийских играх пловцы ставили один рекорд за другим. Не последнюю роль в этом празднике достижений сыграли новейшие материалы для плавательных костюмов (High-technology swimwear fabric), эволюционирующие несколько последних лет.

Эти плавательные суперкостюмы нередко сравнивают с акульей кожей. И неслучайно. Некоторые из этих моделей работают на сходном принципе: крошечные зубчики или впадинки на гладкой поверхности материала создают в воде микроскопические завихрения, парадоксальным образом улучшающие обтекаемость спортсмена в целом.

Можно, конечно, сказать, что вода плотнее воздуха почти на три порядка, так что прямой аналогии в процессе обтекания проводить нельзя. Но всё же общие закономерности тут присутствуют. А для сомневающихся есть ещё один работающий пример, уже из воздушной стихии.

Все видели, наверное, мячик для гольфа. Он усыпан множеством крошечных ямочек. Но не все знают – для чего они нужны.

Число впадинок на поверхности мяча для гольфа составляет 300-500 (фото с сайта ohiochannel.org).

А сделана такая поверхность именно для улучшения обтекаемости мяча: с армией впадинок он летит дальше, чем летел бы гладкий шарик такого же размера и веса.

Теперь в мячик для гольфа можно превратить любой автомобиль. Главное помнить: инвентарь инвентарём, а конечный результат по большей части всё же зависит от спортсмена.