Cybertruck от Tesla вызвал немало споров и мемов с момента своего анонса. Этот футуристический пикап будет выпускаться в трех вариантах с дальностью хода на одной зарядке в 250 миль (400 километров), 300 миль (480 километров) и 500 миль (800 километров) соответственно, как рассказал Илон Маск. Разные версии также отличаются количеством двигателей — от одного до трех. Внешний вид транспортного средства, будто сошедшего с футуристических конвейеров 80-х годов, особенно поразил аудиторию.
С тех пор прошла почти неделя, и мемы про новый автомобиль Tesla продолжают появляться. Даже компания LEGO представила свою версию Cybertruck — кирпичик конструктора с приделанными к нему колесами, назвав его «гарантированно противоударным».
Но давайте разберем, так ли плох Cybertruck компании Tesla, как и мемы про него? Прежде чем мы перейдем к разбору аэродинамических свойств автомобиля, которые вызвали наибольшую волну скепсиса, давайте посмотрим за ним в деле. Прямое противостояние Ford F-150 и Cybertruck.
Пользователь портала «Пикабу», зарегистрированный как ZaokskiyKENT, провел свое исследование аэродинамических свойств транспортного средства и нашел ответы на самые интересные вопросы: каковы его аэродинамические свойства, какой у него коэффициент сопротивления и будет ли заливать лобовое стекло грязью при движении автомобиля?
С сайта компании была взята 3D-модель Cybertruck и помещена в CFD-пакет. «Чаще всего моделирование аэродинамики проводят не разгоняя модель автомобиля, а обдувая его потоком с определенной скоростью. В нашем случае на автомобиль набегает поток со скоростью 29,09 м/с, что соответствует 65 миль/час (как в статье). На картинке ниже мы видим распределение скоростей в сечениях расчетной области», — отмечает автор.
«По-сути, сопротивление в большей степени как раз создает некоторое разряжение в задней части автомобиля, как бы «затягивая» его обратно. У исследуемого образца эта зона достаточно большая», — продолжает автор.
«Максимальная скорость потока при этом, при отрыве с кромок, не превышает 44 м/с, что соответствует 98 миль/ч, хотя в статье приводится максимальная скорость 88 миль/ч. Разница, как видите, имеется, что, несомненно, обусловлено разницей в моделях и, вероятно, точностью расчетов», — так поток распределяется по поверхности автомобиля.
Для расчета лобового сопротивления необходимы: сила, действующая на тело со стороны потока, скорость потока (29,09 м/с), плотность среды (1,225 кг/м³ для воздуха) и лобовая площадь, под которой понимают площадь наибольшего вертикального среза, то есть контура фронтальной поверхности. Для случая с Cybertruck, проецируя контур на плоскость, получаем ~4,17 м².
При этом на автомобиль действует сила лобового сопротивления, численно равная ~1200 Н, что позволяет рассчитать коэффициент лобового сопротивления из этой формулы:
C_x = F_x / (0.5 * ρ * U^2 * S)
Где ( C_x ) — коэффициент сопротивления, ( F_x ) — сила лобового сопротивления, ( \rho ) — плотность среды, ( U ) — скорость потока, ( S ) — лобовая площадь. И… ответ ( C_x \approx 0.55 ).
Теперь отвечаем на вопросы, заданные в начале расследования: каковы его аэродинамические свойства, какой у него коэффициент сопротивления и будет ли заливать лобовое стекло грязью при движении автомобиля?
«По результатам CFD-исследования ( C_x \approx 0.55 ), без учета боковых зеркал (будут ли они вообще?). Нормально ли это? Много или мало? Для этого имеет смысл провести сравнение с чем-то», — говорит автор.
Для сравнения коэффициентов лобового сопротивления в сходном классе:
- Ока — 0,41
- Газ 3302 (бортовой) — 0,59
- Газ 3302 (фургон) — 0,54
- Зал 130 (бортовой) — 0,87
- КамАЗ 5320 (тентовый) — 0,68
- МАЗ 500А (тентовый) — 0,72
- ЗИЛ 5301 — 0,64
- Mercedes-Benz G-класса — 0,54
- Hummer H2 — 0,57
- Toyota Prius — 0,24
Для сравнения коэффициентов лобового сопротивления в сходном классе: у Dodge Ram 1500 с однорядной кабиной Regular Cab и задним приводом, коэффициент аэродинамического сопротивления (Cx) равен 0,360. Для Chevrolet Silverado Crew Cab 2014 модельного года этот коэффициент составляет 0,41, для Ford F-150 12 поколения он равен приблизительно 0,40 (результаты независимых измерений), для заднеприводных пикапов Toyota Tundra Cx = 0,37, для полноприводных – 0,38.
Так что же это значит?
Cybertruck имеет коэффициент аэродинамического сопротивления на уровне УАЗ 31-60 и Гелика, что для легкового автомобиля большеват (обычно он на уровне 0,2-0,5), но для грузового вполне нормально (0,5-0,9), каким он и позиционируется.
И ответ на бытовой вопрос, зальет ли грязью из-под собственных колес лобовое стекло автомобиля: судя по распределениям скоростей, вихрей, которые бы возвращали поток обратно, нет, поэтому если и зальет, то только из-за впереди едущих и дождя.
